JPH11135428A - Projection light alignment and projection aligner - Google Patents

Projection light alignment and projection aligner

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JPH11135428A
JPH11135428A JP10240117A JP24011798A JPH11135428A JP H11135428 A JPH11135428 A JP H11135428A JP 10240117 A JP10240117 A JP 10240117A JP 24011798 A JP24011798 A JP 24011798A JP H11135428 A JPH11135428 A JP H11135428A
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JP
Japan
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optical system
projection optical
projection
exposure
illumination light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10240117A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takechika Nishi
健爾 西
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH11135428A publication Critical patent/JPH11135428A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70225Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection aligner which can accurately monitor a variation in the light transmission factor of a projection optical system in a light exposure step to obtain a high exposure control accuracy. SOLUTION: Reference marks 114D, 114H and a window are previously formed on a reference mark member FM, and a part of a measurement system for measuring an amount of light passed through the window is previously provided in the interior of a sample base 21. When it is desired to perform alignment of a reticle R, reticle marks 113D and 113H on the reticle R are illuminated with exposing illumination light ILR and ILL, so that an alignment system 30 is used to measure positional shifts of images of the reticle marks 113D and 113H caused by a projection optical system PL relative to the reference marks 114D and 114H and simultaneously to measure an amount of illumination light passed through the projection optical system PL and window 105, thus detecting a variation in the light transmission factor of the system PL.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、撮像素子(CCD等)、液晶表示素子、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのリソグラフィ工程でマスク
パターンを投影光学系を介して基板上に転写するために
使用される投影露光方法、及び投影露光装置に関する。
The present invention relates to a lithography process for manufacturing, for example, a semiconductor device, an image pickup device (CCD or the like), a liquid crystal display device, a thin film magnetic head, or the like. The present invention relates to a projection exposure method and a projection exposure apparatus used for transferring images onto a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイス等の集積度及び微細度の
向上に対応するため、半導体デバイスを製造するための
リソグラフィ工程(代表的にはレジスト塗布工程、露光
工程、及びレジスト現像工程からなる)の中核を担う露
光装置においては、解像力、及び転写忠実度等をより高
めることが要求されている。このように解像力、及び転
写忠実度を高めるためには、先ず基板としてのウエハ上
に塗布されたレジストを適正露光量で露光するための露
光量制御を高精度に行う必要がある。
2. Description of the Related Art In order to cope with an improvement in the degree of integration and fineness of a semiconductor device or the like, a lithography process (typically, a resist coating process, an exposure process, and a resist development process) for manufacturing a semiconductor device is performed. In an exposure apparatus serving as a core, it is required to further improve resolution, transfer fidelity, and the like. In order to increase the resolution and the transfer fidelity as described above, it is necessary to control the exposure amount for exposing the resist applied on the wafer as the substrate at an appropriate exposure amount with high accuracy.

【0003】従来、半導体デバイスの製造現場では、主
に水銀ランプの輝線のうち波長365nmのi線を露光
用の照明光として、レチクルからウエハへの投影倍率が
1/5倍の縮小投影光学系を用いたステップ・アンド・
リピート方式の縮小投影型露光装置(ステッパー)が多
用されていた。最近では、ウエハ上に形成される回路デ
バイスのサイズ(チップサイズ)の大型化に伴って縮小
投影光学系の投影視野が極端に大きくなるのを避けるた
めに、その投影光学系の物体面側の視野内でレチクルを
所定方向に等速移動しつつ、その投影光学系の像面側の
視野内でウエハを対応する方向に縮小倍率と同じ速度比
で等速移動することで、レチクルの回路パターンの全体
像をウエハ上の各領域に走査露光するステップ・アンド
・スキャン方式の縮小投影型露光装置も注目されてい
る。
Conventionally, at a semiconductor device manufacturing site, a reduction projection optical system whose projection magnification from a reticle to a wafer is 1/5 times, mainly using i-line having a wavelength of 365 nm among illumination lines of a mercury lamp as illumination light for exposure. Step-and-
A repeat type reduction projection type exposure apparatus (stepper) has been frequently used. Recently, in order to prevent the projection field of view of the reduced projection optical system from becoming extremely large with the increase in the size (chip size) of the circuit device formed on the wafer, the projection optical system on the object plane side has to be prevented. By moving the wafer at a constant speed in the corresponding direction at the same speed ratio as the reduction magnification in the field of view on the image plane side of the projection optical system while moving the reticle in the field of view at a constant speed in a predetermined direction, the circuit pattern of the reticle is moved. Attention has also been focused on a step-and-scan type reduction projection type exposure apparatus that scans and exposes the entire image of each region on a wafer.

【0004】従来の露光量制御では、投影光学系の露光
用の照明光に対する透過率は短時間には変動しないもの
として、ウエハステージ上に取り付けられた照度計を用
いて、例えば露光直前の或る時点で計測した投影光学系
の透過率を用いて、照明光学系内で分岐された照明光の
光量とその透過率とからウエハ表面での露光量を計算し
ていた。そして、ステッパーであれば、その計算される
露光量の積算値が所定値となるように露光時間を制御
し、ステップ・アンド・スキャン方式であれば、その計
算される露光量(照度)が一定の値になるように光源の
出力、又は走査速度等を制御していた。
In the conventional exposure amount control, it is assumed that the transmittance of the projection optical system to the illumination light for exposure does not fluctuate in a short period of time. Using the transmittance of the projection optical system measured at a certain point in time, the exposure amount on the wafer surface is calculated from the amount of illumination light branched in the illumination optical system and the transmittance. In the case of a stepper, the exposure time is controlled so that the integrated value of the calculated exposure amount becomes a predetermined value. In the case of the step-and-scan method, the calculated exposure amount (illuminance) is constant. , The output of the light source, the scanning speed, and the like are controlled.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】最近では、露光波長を
短波長化して解像力をより高めるために、露光用の照明
光としてエキシマレーザ光源からの紫外パルス光を用い
たステップ・アンド・リピート方式、及びステップ・ア
ンド・スキャン方式の投影露光装置が開発され、波長2
48nmのKrFエキシマレーザ光源を使用した投影露
光装置は製造ラインに本格的に投入され始めている。更
に、より短い波長200nm以下の波長193nmの紫
外パルス光を出力するArFエキシマレーザ光源も開発
されており、これは今後の露光用光源として有望視され
ている。
Recently, a step-and-repeat method using an ultraviolet pulse light from an excimer laser light source as illumination light for exposure has been proposed in order to shorten the exposure wavelength and increase the resolution. And a step-and-scan projection exposure apparatus have been developed.
Projection exposure apparatuses using a 48 nm KrF excimer laser light source have begun to be put into production lines in earnest. Further, an ArF excimer laser light source which outputs a shorter ultraviolet pulse light having a wavelength of 200 nm or less and a wavelength of 193 nm has been developed, and this is expected as a light source for exposure in the future.

【0006】このArFエキシマレーザ光源を露光光源
として用いる場合、その紫外パルス光の自然発振状態で
の波長帯域内には酸素の吸収帯が幾つか存在するため、
パルス光の波長特性をそれらの吸収帯を避けた波長に狭
帯化することが望まれる。更に、露光光源からレチクル
までの照明光路内やレチクルからウエハまでの投影光路
内に極力酸素が含まれないような環境にすること、即ち
それらの照明光路や投影光路の大部分を不活性ガス(窒
素ガスやヘリウムガス等)で置換することが望ましい。
そのようなArFエキシマレーザ光源を用いた投影露光
装置の一例は、例えば特開平6−260385号公報、
特開平6−260386号公報に開示されている。
When this ArF excimer laser light source is used as an exposure light source, there are several oxygen absorption bands in the wavelength band in the spontaneous oscillation state of the ultraviolet pulse light.
It is desired to narrow the wavelength characteristic of the pulsed light to a wavelength that avoids those absorption bands. Furthermore, an environment is made such that oxygen is not contained as much as possible in the illumination light path from the exposure light source to the reticle and in the projection light path from the reticle to the wafer. It is desirable to replace with nitrogen gas or helium gas.
An example of a projection exposure apparatus using such an ArF excimer laser light source is disclosed in, for example, JP-A-6-260385,
It is disclosed in JP-A-6-260386.

【0007】以上のようなエキシマレーザ光源からの紫
外パルス光(特に波長200nm程度以下)に対して比
較的高い透過率を有する実用的な光学硝材としては、現
在の所、石英(SiO2)と蛍石(CaF2)との2つが知られてい
るだけである。もちろん、その他にフッ化マグネシウム
やフッ化リチウム等も知られているが、投影露光装置用
の光学硝材とするためには、加工性の問題、耐久性の問
題等を解決しておく必要がある。
At present, quartz (SiO 2 ) is a practical optical glass material having a relatively high transmittance to ultraviolet pulse light (particularly, a wavelength of about 200 nm or less) from an excimer laser light source. Only two are known, fluorite (CaF 2 ). Of course, other materials such as magnesium fluoride and lithium fluoride are also known. However, in order to use an optical glass material for a projection exposure apparatus, it is necessary to solve problems such as workability and durability. .

【0008】これに関して、投影露光装置に搭載される
投影光学系としては、ジオプトリック系(屈折系)の他
に、屈折光学素子(レンズ素子)と反射光学素子(特に
凹面鏡)との組み合わせで構成したカタジオプトリック
系(反射屈折系)も使用されている。何れのタイプの投
影光学系を採用するにしても、その一部に屈折光学素子
(透過性光学素子)を使う際には、現時点ではその屈折
光学素子として石英と蛍石との2種類の硝材の少なくと
も一方を使わざるを得ない。更に屈折光学素子にしろ反
射光学素子にしろ、その表面には反射防止膜や保護層等
の多層膜が蒸着され、光学素子単体としての性能が所定
の状態になるように製造されている。ここで特に注目す
べき性能は、レンズ素子単体の透過率の絶対値、あるい
は反射光学素子単体の反射率の絶対値がどの程度大きく
取れるかである。
In this connection, the projection optical system mounted on the projection exposure apparatus is composed of a dioptric system (refraction system) and a combination of a refraction optical element (lens element) and a reflection optical element (particularly a concave mirror). Catadioptric systems (catadioptric systems) are also used. Regardless of which type of projection optical system is used, when a refractive optical element (transmitting optical element) is used as a part of the projection optical system, two types of glass materials, quartz and fluorite, are currently used as the refractive optical element. I have to use at least one of Further, regardless of whether the optical element is a refractive optical element or a reflective optical element, a multilayer film such as an anti-reflection film or a protective layer is deposited on the surface thereof, and the optical element is manufactured so that its performance as a single element is in a predetermined state. A particularly noteworthy performance here is how large the absolute value of the transmittance of the single lens element or the absolute value of the reflectance of the single reflective optical element can be obtained.

【0009】例えばレンズ素子単体の場合、一般に光の
入射面と射出面との2面の両方に反射防止膜等をコート
し、極力透過率を高めるように工夫されている。投影光
学系のように精密な結像光学系においては、各種の収差
特性を良好に補正するために使用するレンズ素子が20
〜30枚と多く、各レンズ素子の透過率が100%より
僅かに低いだけで投影光学系全体の透過率はかなり小さ
くなる。また、幾つかの反射光学素子を含む投影光学系
でも、各反射光学素子の反射率が低いときには投影光学
系全体の透過率も低くなる。
For example, in the case of a single lens element, an antireflection film or the like is generally coated on both the light incident surface and the light exit surface so as to maximize the transmittance. In a precise image forming optical system such as a projection optical system, a lens element used to satisfactorily correct various aberration characteristics requires 20 lens elements.
As many as 枚 30, and the transmittance of each lens element is slightly lower than 100%, the transmittance of the entire projection optical system becomes considerably small. Further, even in a projection optical system including several reflection optical elements, when the reflectance of each reflection optical element is low, the transmittance of the entire projection optical system is also low.

【0010】例えば、投影光学系の結像光路を構成する
レンズ素子が25枚の場合、それらレンズ素子の個々の
透過率を96%とすると、投影光学系全体としての透過
率εは約36%(≒0.9625×100)とかなり小さ
くなる。投影光学系の透過率が低い場合に、レチクルの
回路パターン像をウエハ上に露光するための照明光の強
度(エネルギー)の増大を図るか、又はより感度の高い
紫外線用レジストを使用するかの対策を取らないと、露
光時間の増大によってスループットが低下する。そこ
で、投影露光装置側で実現可能な対策として、より高出
力なエキシマレーザ光源を用意することが考えられる。
For example, if the projection optical system has 25 lens elements constituting an image forming optical path, and if the transmittance of each lens element is 96%, the transmittance ε of the entire projection optical system is about 36%. (≒ 0.96 25 × 100), which is considerably smaller. When the transmittance of the projection optical system is low, whether to increase the intensity (energy) of illumination light for exposing the circuit pattern image of the reticle onto the wafer or to use a more sensitive ultraviolet resist. If no measures are taken, the throughput will decrease due to the increase in the exposure time. Therefore, as a measure that can be realized on the projection exposure apparatus side, it is conceivable to prepare an excimer laser light source with higher output.

【0011】ところが、エキシマレーザ光源を用いた比
較的フィールドサイズの大きい投影露光装置によって各
種の露光実験をしたところ、紫外パルス光(KrFエキ
シマレーザ光、又はArFエキシマレーザ光等)の照射
によって、短時間の間に投影光学系内の光学素子、ある
いは光学素子のコート材(例えば反射防止膜等の薄膜)
の透過率がダイナミックに変動するといった新たな現象
が発見された。この現象は、投影光学系内の光学素子の
みならず、レチクルを照明する照明光学系の内の光学素
子や、レチクル(石英板)自体についても全く同様に発
生し得ることが分かってきた。
However, when a variety of exposure experiments were performed using a projection exposure apparatus having a relatively large field size using an excimer laser light source, it was found that irradiation with ultraviolet pulse light (KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, etc.) An optical element in the projection optical system or a coating material of the optical element (for example, a thin film such as an anti-reflection film) during the time.
A new phenomenon has been discovered, such that the transmittance of the light-emitting element fluctuates dynamically. It has been found that this phenomenon can occur not only in the optical element in the projection optical system but also in the optical element in the illumination optical system that illuminates the reticle, and also in the reticle (quartz plate) itself.

【0012】そのような現象は、投影光路内や照明光路
内の空間に存在する気体(空気、窒素ガス等)中に含ま
れる不純物、光学素子を鏡筒に固定するための接着剤等
から発生する有機物質の分子、或いはその鏡筒の内壁
(反射防止用の塗装面等)から発生する不純物(例えば
水分子、炭化水素の分子、又はこれら以外の照明光を拡
散する物質)が光学素子の表面に付着したり照明光路内
に進入(浮遊)することで起こるものと考えられてい
る。その結果、投影光学系の透過率や照明光学系の透過
率が比較的大きく変動するといった不都合が生じる。こ
の場合、不純物が光学素子の表面に付着すると透過率
(反射率)は低下するが、逆に強い紫外パルス光の照射
によって光学素子の表面の異物が揮発して、その光学素
子の透過率(反射率)が向上するという現象も観測され
ている。このように紫外パルス光の照射によって透過率
が低下するか、又は向上するかは、その光学部材が配置
されている位置、保持方法、及びその光学部材に接する
気体の状態等によって様々である。
Such a phenomenon occurs due to impurities contained in gas (air, nitrogen gas, etc.) existing in a space in a projection optical path or an illumination optical path, an adhesive for fixing an optical element to a lens barrel, and the like. (E.g., water molecules, hydrocarbon molecules, or any other substance that diffuses illumination light) generated from the organic substance molecules or the inner wall (anti-reflection painted surface, etc.) of the lens barrel of the optical element. It is thought to be caused by adhering to the surface or entering (floating) into the illumination light path. As a result, there arises a disadvantage that the transmittance of the projection optical system and the transmittance of the illumination optical system fluctuate relatively largely. In this case, if impurities adhere to the surface of the optical element, the transmittance (reflectance) decreases, but conversely, foreign matter on the surface of the optical element volatilizes due to irradiation with strong ultraviolet pulse light, and the transmittance (reflectance) of the optical element increases. (Reflectance) has also been observed. Whether the transmittance is reduced or improved by the irradiation of the ultraviolet pulse light as described above varies depending on the position where the optical member is disposed, the holding method, the state of gas in contact with the optical member, and the like.

【0013】例えば上記のレンズ素子が25枚で透過率
εが約36%の投影光学系で、レンズ素子単体の透過率
が仮に一律に1%だけ低下したとすると、投影光学系全
体の透過率εは約27.7%(≒0.9525×100)
に低下してしまう。このような透過率の変動は、ウエハ
上に与えるべき露光量を適正値から異ならせ、ウエハ上
に転写される設計線幅0.25〜0.18μm程度の微
細パターンの転写忠実度を劣化させる恐れがある。従来
の投影露光装置では、例えば特開平2−135723号
公報に開示されているように、照明光学系の光路内の所
定の位置で照明光の光強度を検出し、その光強度に基づ
いて適正露光量が得られるようにエキシマレーザ光源か
らのパルス光の強度(1パルス当たりのエネルギー)を
調整している。このため従来の投影露光装置では、露光
量制御のために照明光の強度を検出している照明光路内
の部分以降の照明光学系や投影光学系の透過率変動が全
く加味されず、正確な露光量制御ができなくなる恐れが
あった。更に、投影光学系の透過率変動と共に、投影光
学系の結像特性が変化する恐れもあった。
For example, in a projection optical system having 25 lens elements and a transmittance ε of about 36%, assuming that the transmittance of a single lens element is uniformly reduced by 1%, the transmittance of the entire projection optical system is assumed. ε is about 27.7% (≒ 0.95 25 × 100)
Will decrease. Such a change in transmittance changes the exposure amount to be given on the wafer from an appropriate value, and deteriorates the transfer fidelity of a fine pattern having a design line width of about 0.25 to 0.18 μm transferred on the wafer. There is fear. In a conventional projection exposure apparatus, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-135723, the light intensity of illumination light is detected at a predetermined position in the optical path of an illumination optical system, and an appropriate light intensity is detected based on the detected light intensity. The intensity (energy per pulse) of the pulse light from the excimer laser light source is adjusted so as to obtain an exposure amount. For this reason, in the conventional projection exposure apparatus, the fluctuation of the transmittance of the illumination optical system and the projection optical system after the portion in the illumination optical path for detecting the intensity of the illumination light for controlling the exposure amount is not considered at all, and accurate projection exposure is performed. There was a risk that the exposure amount could not be controlled. Further, there is a possibility that the imaging characteristics of the projection optical system may change together with the transmittance fluctuation of the projection optical system.

【0014】また、投影光学系に対する紫外パルス光の
照射を停止した場合には、次第にその投影光学系の透過
率が回復(変動)するという現象も見い出されている。
このような場合に、再び紫外パルス光の照射を開始して
露光を再開すると、投影光学系の透過率が変動している
ため、正確な露光量制御が困難になる恐れがある。本発
明は斯かる点に鑑み、露光工程中での投影光学系の透過
率、又はこの変動量を正確にモニタできる投影露光方法
を提供することを第1の目的とする。
Further, it has been found that when the irradiation of the projection optical system with the ultraviolet pulse light is stopped, the transmittance of the projection optical system gradually recovers (fluctuates).
In such a case, if the irradiation of the ultraviolet pulse light is started again and the exposure is restarted, accurate control of the exposure amount may be difficult because the transmittance of the projection optical system fluctuates. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, a first object of the present invention is to provide a projection exposure method capable of accurately monitoring the transmittance of a projection optical system during an exposure step, or the amount of variation thereof.

【0015】本発明は更に、投影光学系の透過率変動に
よって発生する基板上での照度変動(又はパルスエネル
ギー変動)に起因した露光量の制御精度の劣化を防止し
た投影露光方法を提供することを第2の目的とする。本
発明は更に、そのような投影露光方法を使用できる投影
露光装置を提供することをも目的とする。
The present invention further provides a projection exposure method capable of preventing a deterioration in control accuracy of an exposure amount due to a change in illuminance (or a change in pulse energy) on a substrate caused by a change in transmittance of a projection optical system. As a second object. Another object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus that can use such a projection exposure method.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明による投影露光方
法は、マスク(R)に照明光を照射すると共に、投影光
学系(PL)を介してその照明光で基板(W)を露光す
る投影露光方法において、その基板を載置するステージ
(21,22)上に配置される計測用パターン(114
D,114H)にその照明光を照射するとき、その計測
用パターンと所定の位置関係で配置される光検出器(1
12)の受光部(105)とその計測用パターンとを含
む所定領域(16)にその照明光の照射領域を制限する
と共に、その照射時に、その光検出器の出力に基づいて
その投影光学系の透過率を算出するものである。
A projection exposure method according to the present invention irradiates a mask (R) with illumination light and exposes a substrate (W) with the illumination light via a projection optical system (PL). In the exposure method, the measurement pattern (114) placed on the stage (21, 22)
D, 114H), the photodetector (1) arranged in a predetermined positional relationship with the measurement pattern.
12) The irradiation area of the illumination light is limited to a predetermined area (16) including the light receiving unit (105) and the measurement pattern, and the projection optical system is used based on the output of the photodetector at the time of the irradiation. Is calculated.

【0017】斯かる本発明によれば、例えばその計測用
パターンを用いて所定の計測を行う際に並行して、その
投影光学系の透過率を計測できる。そして、そのように
算出された透過率と、そのマスクに入射するその照明光
のエネルギー量とに基づいて、その基板上でのその照明
光の積算光量を適正値に制御することによって、投影光
学系の透過率変動が生じても、露光量の制御精度の劣化
が防止される。
According to the present invention, for example, the transmittance of the projection optical system can be measured in parallel with performing predetermined measurement using the measurement pattern. Then, based on the transmittance calculated as described above and the energy amount of the illumination light incident on the mask, the integrated light amount of the illumination light on the substrate is controlled to an appropriate value, so that the projection optical Even if the transmittance of the system fluctuates, deterioration of the control accuracy of the exposure amount is prevented.

【0018】次に、本発明による第1の投影露光装置
は、マスク(R)に形成されたパターンを紫外域の波長
を有する露光エネルギービームで照射する照射系(2〜
5,10,11,14)と、そのマスクのパターンの像
を基板(W)上に投影する投影光学系(PL)と、その
基板の位置決めを行う基板ステージ(21,22)と、
を備えた投影露光装置において、その投影光学系に対す
る入射エネルギー量を計測する入射エネルギー量計測系
(8,9)と、そのマスク上に形成された複数の位置合
わせ用マーク(113D,113H)に対応する複数の
基準マーク(114D,114H)、及びその露光エネ
ルギービームを透過又は反射する窓部(105)が形成
されると共にその基板ステージ上に固定された基準マー
ク部材(FM)と、その窓部を経た前記露光エネルギー
ビームを検出する検出器(112)と、そのマスク上の
位置合わせ用マークと対応するその基準マークとの位置
ずれ量を検出するためのアライメントセンサ(30)
と、その入射エネルギー量計測系の計測結果、及びその
検出器の検出結果に基づいてその露光エネルギービーム
に対する投影光学系(PL)の透過率を算出する演算系
(1b)と、を設けたものである。
Next, the first projection exposure apparatus according to the present invention provides an irradiation system (2 to 2) for irradiating the pattern formed on the mask (R) with an exposure energy beam having an ultraviolet wavelength.
5, 10, 11, 14), a projection optical system (PL) for projecting an image of the pattern of the mask onto the substrate (W), and a substrate stage (21, 22) for positioning the substrate.
And a plurality of alignment marks (113D, 113H) formed on a mask of an incident energy measuring system (8, 9) for measuring the amount of incident energy to the projection optical system. A plurality of corresponding reference marks (114D, 114H) and a window (105) for transmitting or reflecting the exposure energy beam are formed, and a reference mark member (FM) fixed on the substrate stage and the window thereof A detector (112) for detecting the exposure energy beam passing through the portion, and an alignment sensor (30) for detecting a positional shift amount between the alignment mark on the mask and the corresponding reference mark.
And an operation system (1b) for calculating the transmittance of the projection optical system (PL) for the exposure energy beam based on the measurement result of the incident energy amount measurement system and the detection result of the detector. It is.

【0019】斯かる本発明の投影露光装置によれば、本
発明の投影露光方法が使用できる。即ち、その位置合わ
せ用マークをその計測用パターンの一例とみなすと、例
えばマスクの交換時、又は基板の交換時等に、そのマス
クをその基板ステージに対して位置合わせするために、
アライメントセンサ(30)を用いてそのマスク上の位
置合わせ用マークと基準マーク部材(FM)上の基準マ
ークとの投影光学系を介した位置ずれ量を計測するのと
ほぼ同時に、検出器(112)を介して投影光学系及び
窓部(105)を経た露光エネルギービーム量Iout
検出すると共に、その入射エネルギー量計測系で投影光
学系に入射する露光エネルギービーム量Iinを検出す
る。そして、例えば投影光学系を通過した露光エネルギ
ービーム量Iout を投影光学系に入射する露光エネルギ
ービーム量Iinで除算することによって、その投影光学
系の透過率が算出される。このように、マスクの交換
毎、又は基板(ウエハ)の所定枚数の交換毎にその透過
率を算出することで、特に透過率の計測工程を設けるこ
となく高いスループットで投影光学系の透過率の変動量
がモニタできる。
According to the projection exposure apparatus of the present invention, the projection exposure method of the present invention can be used. That is, when the alignment mark is regarded as an example of the measurement pattern, for example, when exchanging a mask or exchanging a substrate, in order to align the mask with the substrate stage,
At substantially the same time as measuring the amount of displacement between the alignment mark on the mask and the reference mark on the reference mark member (FM) via the projection optical system using the alignment sensor (30), the detector (112) is used. ) detects the exposure energy beam quantity I out passed through the projection optical system and the window portion (105) via, for detecting the exposure energy beam quantity I in which enters the projection optical system at its entrance energy measurement system. Then, for example, by dividing the exposure energy beam quantity I in which incident exposure energy beam quantity I out which has passed through the projection optical system in the projection optical system, transmittance of the projection optical system is calculated. In this way, by calculating the transmittance every time a mask is replaced or each time a predetermined number of substrates (wafers) are replaced, the transmittance of the projection optical system can be increased at a high throughput without providing a transmittance measurement step. The amount of fluctuation can be monitored.

【0020】このようにモニタされる投影光学系の透過
率の変動量は、先ずその基板に対する露光量を目標値に
するために使用できる。更に、その基板の反射率の計測
結果の補正、又は投影光学系の露光領域外でその投影光
学系の透過率を計測するためのセンサのキャリブレーシ
ョン等を行うためにも使用できる。また、投影露光装置
の初期調整の段階で、予め照射による投影光学系の透過
率の変化量(履歴)を照射時間の関数として計測してお
き、実露光時にはその関数に基づいて投影光学系の透過
率を補正するようにしてもよい。この際に、基板の交換
時等の投影光学系の透過率の実測値に基づいて、その透
過率の変動を表す関数を逐次補正することで、より高精
度に投影光学系の透過率の変動量を予測できる。
The amount of change in the transmittance of the projection optical system monitored in this manner can be used to set the amount of exposure to the substrate to a target value. Further, it can also be used to correct the measurement result of the reflectance of the substrate or to calibrate a sensor for measuring the transmittance of the projection optical system outside the exposure area of the projection optical system. Also, in the initial adjustment stage of the projection exposure apparatus, a change amount (history) of the transmittance of the projection optical system due to irradiation is measured in advance as a function of the irradiation time, and at the time of actual exposure, the projection optical system is adjusted based on the function. The transmittance may be corrected. At this time, based on the actual measured value of the transmittance of the projection optical system at the time of substrate exchange, etc., the function representing the variation of the transmittance is sequentially corrected, so that the variation of the transmittance of the projection optical system can be more accurately performed. The amount can be predicted.

【0021】また、本発明による第2の投影露光装置
は、マスク(R)に形成されたパターンを紫外域の波長
を有する露光エネルギービームで照射する照射系(2〜
5,10,11,14)と、そのマスクのパターンの像
を基板(W)上に投影する投影光学系(PL)と、その
基板の位置決めを行う基板ステージ(21,22)と、
を備えた投影露光装置において、そのマスク上に形成さ
れた複数の位置合わせ用マーク(113D,113H)
に対応する複数の基準マーク(114D,114H)、
及びその露光エネルギービームを透過又は反射する窓部
(105)が形成されると共にその基板ステージ上に固
定された基準マーク部材(FM)と、その窓部を経たそ
の露光エネルギービームを検出する検出器(112)
と、そのマスク上の位置合わせ用マークと対応するその
基準マークとの位置ずれ量を検出するためのアライメン
トセンサ(30)と、その検出器の検出結果に応じてそ
の照射系からその投影光学系を介してその基板上に照射
されるその露光エネルギービームの露光量を制御する露
光量制御系(1b,1a)と、を設けたものである。
The second projection exposure apparatus according to the present invention provides an irradiation system (2 to 2) for irradiating a pattern formed on a mask (R) with an exposure energy beam having an ultraviolet wavelength.
5, 10, 11, 14), a projection optical system (PL) for projecting an image of the pattern of the mask onto the substrate (W), and a substrate stage (21, 22) for positioning the substrate.
A plurality of alignment marks (113D, 113H) formed on the mask in the projection exposure apparatus having
A plurality of fiducial marks (114D, 114H) corresponding to
A window (105) for transmitting or reflecting the exposure energy beam, and a reference mark member (FM) fixed on the substrate stage, and a detector for detecting the exposure energy beam through the window (112)
An alignment sensor (30) for detecting an amount of displacement between the alignment mark on the mask and the corresponding reference mark, and an irradiation system from the irradiation system according to the detection result of the detector. And an exposure amount control system (1b, 1a) for controlling the exposure amount of the exposure energy beam applied to the substrate through the light emitting device.

【0022】斯かる本発明によれば、例えばマスクの交
換時、又は基板の交換時にそのマスクの位置合わせを行
う際等に、検出器(112)を介して投影光学系を通過
した露光エネルギービーム量を計測する。これによっ
て、投影光学系の透過率変動を加味した基板上での正確
な露光量がモニタでき、この結果に基づいて露光量を制
御することで、投影光学系の透過率変動によって発生す
る基板上での照度変動(又はパルスエネルギー変動)に
起因した露光量の制御精度の劣化が防止される。
According to the present invention, for example, when exchanging a mask, or when exchanging a mask when exchanging a substrate, the exposure energy beam passed through the projection optical system via the detector (112). Measure the amount. This makes it possible to monitor an accurate exposure amount on the substrate in consideration of the variation in the transmittance of the projection optical system. By controlling the exposure amount based on the result, the amount of exposure on the substrate caused by the variation in the transmittance of the projection optical system can be monitored. In this way, it is possible to prevent deterioration in the control accuracy of the exposure amount due to the illuminance fluctuation (or pulse energy fluctuation) in the above.

【0023】これらの場合、一例としてその露光エネル
ギービームは、波長200nm以下のパルス光であり、
更にそのマスクを移動するマスクステージ(17,1
8)を備え、露光時にその基板ステージ及びマスクステ
ージを介してそのマスク及びその基板をその投影光学系
に対して相対的に同期走査するようにしてもよい。これ
は、この投影露光装置がステップ・アンド・スキャン方
式のような走査露光方式であることを意味する。
In these cases, for example, the exposure energy beam is pulsed light having a wavelength of 200 nm or less,
Further, a mask stage (17, 1) for moving the mask
8), and the mask and the substrate may be synchronously scanned with respect to the projection optical system via the substrate stage and the mask stage at the time of exposure. This means that the projection exposure apparatus uses a scanning exposure method such as a step-and-scan method.

【0024】また、本発明による第3の投影露光装置
は、マスク(R)に照明光を照射する照明光学系と、そ
の照明光を基板(W)上に投射する投影光学系(PL)
とを備えた投影露光装置において、その照明光を計測用
パターン(114D,114H)に照射し、その投影光
学系(PL)を介してその照明光を受光するパターン検
出系(30)と、その計測用パターンへのその照明光の
照射時に、その投影光学系を通過したその照明光の一部
を受光する第1検出器(105,112)とを備え、そ
の第1検出器の出力に基づいてその投影光学系の透過率
を決定するものである。斯かる投影露光装置によって本
発明の投影露光方法が使用される。
Further, a third projection exposure apparatus according to the present invention provides an illumination optical system for irradiating a mask (R) with illumination light, and a projection optical system (PL) for projecting the illumination light on a substrate (W).
And a pattern detection system (30) that irradiates the illumination light to the measurement patterns (114D, 114H) and receives the illumination light via the projection optical system (PL). A first detector (105, 112) for receiving a part of the illumination light that has passed through the projection optical system when the measurement pattern is irradiated with the illumination light, and based on an output of the first detector To determine the transmittance of the projection optical system. The projection exposure method of the present invention is used by such a projection exposure apparatus.

【0025】この際に、その照明光学系を通ってそのマ
スクに入射するその照明光の一部を受光する第2検出器
(8,9)と、その第1検出器及び第2検出器の出力に
基づいてその投影光学系の透過率を決定する演算器(1
b)と、を更に備えることによって、その投影光学系の
透過率が容易にかつ高精度に算出される。また、本発明
による第4の投影露光装置は、マスク(R)に照明光を
照射する照明光学系と、その照明光を基板(W)上に投
射する投影光学系(PL)とを備えた投影露光装置にお
いて、その投影光学系の像面側に配置されるステージ
(21,22)と、そのステージに設けられる計測用パ
ターン(114D,114H)と、その計測用パターン
へのその照明光の照射と同時にその照明光の一部を検出
するために、そのステージ上でその計測用パターンに照
射されるその照明光の照射領域(16)内に受光部(1
05)が配置される光検出器(105〜112)と、を
備えたものである。斯かる投影露光装置によっても本発
明の投影露光方法が使用される。
At this time, a second detector (8, 9) for receiving a part of the illumination light which is incident on the mask through the illumination optical system, and the first detector and the second detector A computing unit (1) that determines the transmittance of the projection optical system based on the output
b), the transmittance of the projection optical system is easily and accurately calculated. A fourth projection exposure apparatus according to the present invention includes an illumination optical system that irradiates the mask (R) with illumination light, and a projection optical system (PL) that projects the illumination light onto the substrate (W). In a projection exposure apparatus, a stage (21, 22) disposed on the image plane side of the projection optical system, a measurement pattern (114D, 114H) provided on the stage, and the illumination light applied to the measurement pattern. In order to detect a part of the illumination light at the same time as the irradiation, the light receiving section (1) is provided within the irradiation area (16) of the illumination light irradiated on the measurement pattern on the stage.
05) are disposed. The projection exposure method of the present invention is also used by such a projection exposure apparatus.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は、投影光学系と
して反射屈折系を使用するステップ・アンド・スキャン
方式の走査露光型の投影露光装置に本発明を適用したも
のである。図1は本例の投影露光装置の概略構成を示
し、この図1において、露光制御装置1により発光状態
が制御されたエキシマレーザ光源2から射出された紫外
パルスレーザ光よりなる照明光ILは、偏向ミラー3で
偏向されて第1照明系4に達する。エキシマレーザ光源
2として本例では、発振スペクトルの半値幅が100p
m以上にされたArFエキシマレーザ(波長193n
m)の広帯化レーザ光源が使用される。但し、露光光源
としては、ハロゲン分子レーザであるF2 レーザ光源
(波長157nm)、又はYAGレーザの高調波発生装
置等を使用してもよい。また、広帯化レーザ光源の他に
狭帯化レーザ光源を使用してもよい。狭帯化レーザ光源
は、出力の点で広帯化レーザ光源に劣るが、色消しを行
う必要が無い利点がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatus using a catadioptric system as a projection optical system. FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, illumination light IL composed of ultraviolet pulse laser light emitted from an excimer laser light source 2 whose light emission state is controlled by an exposure control apparatus 1 is The light is deflected by the deflecting mirror 3 and reaches the first illumination system 4. In this example, the half width of the oscillation spectrum is 100 p as the excimer laser light source 2.
m ArF excimer laser (wavelength 193n)
m) Broadband laser light source is used. However, as the exposure light source, an F 2 laser light source (wavelength: 157 nm), which is a halogen molecule laser, or a harmonic generation device of a YAG laser may be used. Further, a narrow band laser light source may be used in addition to the broad band laser light source. The narrow band laser light source is inferior to the broad band laser light source in output, but has an advantage that it is not necessary to perform achromatism.

【0027】第1照明系4には、ビームエキスパンダ、
光量可変機構、照明光学系のコヒーレンスファクタ(所
謂σ値)を変更した場合に照明光の光量を切り換えるた
めの照明切り換え機構、及びフライアイレンズ等が含ま
れている。そして、第1照明系4の射出面に照明光IL
の面状に分布する2次光源が形成され、この2次光源の
形成面に照明条件を種々に切り換えるための照明系開口
絞り用の切り換えレボルバ5が配置されている。切り換
えレボルバ5の側面には、通常の円形の開口絞り、光軸
から偏心した複数の開口よりなる所謂変形照明用の開口
絞り、輪帯状の開口絞り、及び小さい円形開口よりなる
小さいσ値用の開口絞り等が形成され、切り換え装置6
を介して切り換え用レボルバ5を回転することによっ
て、所望の照明系開口絞り(σ絞り)をその第1照明系
4の射出面に配置できるようになっている。また、その
ように照明系開口絞りを切り換えた場合には、切り換え
装置6によって同期して、最も光量が大きくなるように
第1照明系4内の照明切り換え機構が切り換えられる。
The first illumination system 4 includes a beam expander,
It includes a light quantity variable mechanism, an illumination switching mechanism for switching the quantity of illumination light when the coherence factor (so-called σ value) of the illumination optical system is changed, a fly-eye lens, and the like. Then, the illumination light IL is applied to the exit surface of the first illumination system 4.
A secondary light source distributed in a plane is formed, and a switching revolver 5 for an illumination system aperture stop for variously switching illumination conditions is disposed on a surface on which the secondary light source is formed. On the side surface of the switching revolver 5, a normal circular aperture stop, an aperture stop for so-called deformed illumination composed of a plurality of apertures eccentric from the optical axis, an annular aperture stop, and a small σ value composed of a small circular aperture are provided. An aperture stop or the like is formed, and the switching device 6
By rotating the switching revolver 5 through the aperture, a desired illumination system aperture stop (σ stop) can be arranged on the exit surface of the first illumination system 4. Further, when the illumination system aperture stop is switched in such a manner, the illumination switching mechanism in the first illumination system 4 is switched by the switching device 6 so that the light amount becomes maximum.

【0028】切り換え装置6の動作は、露光制御装置1
によって制御され、露光制御装置1の動作は、装置全体
の動作を統轄制御する主制御装置7によって制御されて
いる。切り換え用レボルバ5で設定された照明系開口絞
りを透過した照明光ILは、透過率が大きく反射率の小
さいビームスプリッタ8に入射し、ビームスプリッタ8
で反射された照明光は、フォトダイオード等の光電検出
器よりなるインテグレータセンサ9で受光される。イン
テグレータセンサ9が本発明の第2検出器に対応してい
る。このインテグレータセンサ9で照明光を光電変換し
て得られる検出信号が露光制御装置1に供給される。そ
の検出信号とウエハ上での露光量との関係は予め計測し
て記憶されており、露光制御装置1では、その検出信号
よりウエハ上での積算露光量をモニタする。また、その
検出信号は、露光用の照明光ILを使用する各種センサ
系の出力信号を規格化するのにも利用されており、本例
では後述のようにインテグレータセンサ9の検出信号よ
り投影光学系PLに対する照明光ILの入射エネルギー
量をモニタしている。
The operation of the switching device 6 is the same as that of the exposure control device 1.
The operation of the exposure control apparatus 1 is controlled by a main controller 7 that controls the overall operation of the apparatus. The illumination light IL transmitted through the illumination system aperture stop set by the switching revolver 5 enters the beam splitter 8 having a large transmittance and a small reflectance, and
The illumination light reflected by is received by an integrator sensor 9 including a photoelectric detector such as a photodiode. The integrator sensor 9 corresponds to the second detector of the present invention. A detection signal obtained by photoelectrically converting illumination light by the integrator sensor 9 is supplied to the exposure control device 1. The relationship between the detection signal and the exposure amount on the wafer is measured and stored in advance, and the exposure control device 1 monitors the integrated exposure amount on the wafer from the detection signal. The detection signal is also used to normalize the output signals of various sensor systems using the illumination light IL for exposure. The incident energy of the illumination light IL with respect to the system PL is monitored.

【0029】ビームスプリッタ8を透過した照明光IL
は、第2照明系10を介して照明視野絞り系(レチクル
ブラインド系)11を照明する。この照明視野絞り系1
1の配置面は、第1照明系4中のフライアイレンズの入
射面と共役であり、フライアイレンズの各レンズエレメ
ントの断面形状とほぼ相似の照明領域でその照明視野絞
り系11が照明される。照明視野絞り系11は、可動ブ
ラインドと固定ブラインドとに分かれており、固定ブラ
インドは固定された矩形の開口を有する視野絞りであ
り、可動ブラインドはレチクルの走査方向及び非走査方
向に可動な開閉自在の2対の可動ブレードである。固定
ブラインドでレチクル上の照明領域の形状の決定が行わ
れ、可動ブラインドで走査露光の開始時及び終了時にそ
の固定ブラインドの開口の覆いをそれぞれ徐々に開く動
作、及び閉める動作が行われる。これによって、ウエハ
上で本来の露光対象のショット領域以外の領域に照明光
が照射されるのが防止される。更に、固定ブラインド
は、その矩形開口の形状が可変となっている。即ち、短
手方向の開口幅が長手方向の位置に応じて変更されるの
で、ウエハ上での照度むらを補正できる。
Illumination light IL transmitted through beam splitter 8
Illuminates an illumination field stop system (reticle blind system) 11 via a second illumination system 10. This illumination field stop system 1
The arrangement surface 1 is conjugate with the entrance surface of the fly-eye lens in the first illumination system 4, and the illumination field stop system 11 is illuminated in an illumination area substantially similar to the cross-sectional shape of each lens element of the fly-eye lens. You. The illumination field stop system 11 is divided into a movable blind and a fixed blind, and the fixed blind is a field stop having a fixed rectangular opening. Are two pairs of movable blades. The fixed blind determines the shape of the illumination area on the reticle, and the movable blind gradually opens and closes the cover of the opening of the fixed blind at the start and end of scanning exposure. As a result, it is possible to prevent the area other than the original shot area on the wafer from being irradiated with the illumination light. Further, the fixed blind has a variable rectangular opening shape. That is, since the width of the opening in the short direction is changed in accordance with the position in the long direction, uneven illuminance on the wafer can be corrected.

【0030】この照明視野絞り系11中の可動ブライン
ドの動作は、駆動装置12によって制御されており、ス
テージ制御装置13によって後述のようにレチクルとウ
エハとの同期走査を行う際に、ステージ制御装置13
は、駆動装置12を介してその走査方向の可動ブライン
ドを同期して駆動する。照明視野絞り系11を通過した
照明光ILは、第3照明系14を経てレチクルRのパタ
ーン面(下面)の矩形の照明領域15を均一な照度分布
で照明する。照明視野絞り系11の固定ブラインドの配
置面は、レチクルRのパターン面と共役であり、照明領
域15の形状はその固定ブラインドの開口によって規定
されている。
The operation of the movable blind in the illumination field stop system 11 is controlled by a drive unit 12. When the stage control unit 13 performs synchronous scanning of a reticle and a wafer as described later, the stage control unit 13
Drives the movable blind in the scanning direction in synchronization with the driving device 12. The illumination light IL that has passed through the illumination field stop system 11 illuminates a rectangular illumination area 15 on the pattern surface (lower surface) of the reticle R with a uniform illumination distribution via a third illumination system 14. The arrangement surface of the fixed blind of the illumination field stop system 11 is conjugate with the pattern surface of the reticle R, and the shape of the illumination area 15 is defined by the opening of the fixed blind.

【0031】以下では、レチクルRのパターン面に平行
な面内で図1の紙面に垂直にX軸を、図1の紙面に平行
にY軸を取り、レチクルRのパターン面に垂直にZ軸を
取って説明する。このとき、レチクルR上の照明領域1
5は、X方向に細長い矩形領域であり、走査露光時に
は、照明領域15に対してレチクルRが+Y方向、又は
−Y方向に走査される。即ち、走査方向はY方向に設定
されている。
In the following, an X axis is taken perpendicular to the plane of FIG. 1 in a plane parallel to the pattern plane of the reticle R, and a Y axis is taken parallel to the plane of FIG. Take and explain. At this time, the illumination area 1 on the reticle R
Reference numeral 5 denotes a rectangular area elongated in the X direction, and the reticle R is scanned in the + Y direction or the −Y direction with respect to the illumination area 15 during scanning exposure. That is, the scanning direction is set in the Y direction.

【0032】レチクルR上の照明領域15内のパターン
は、両側(又はウエハ側に片側)テレセントリックな投
影光学系PLを介して投影倍率β(βは例えば1/4,
1/5等)で縮小されて、フォトレジストが塗布された
ウエハWの表面の矩形の露光領域16に結像投影され
る。ウエハWは例えばシリコン又はSOI(silicon oni
nsulator)等の半導体ウエハ(wafer)である。
The pattern in the illumination area 15 on the reticle R is projected through a telecentric projection optical system PL on both sides (or one side on the wafer side) with a projection magnification β (β is, for example, 1/4,
(1/5, etc.), and the image is projected onto a rectangular exposure area 16 on the surface of the wafer W coated with the photoresist. The wafer W is, for example, silicon or SOI (silicon oni).
nsulator) or the like.

【0033】レチクルRは、レチクルステージ17上に
保持され、レチクルステージ17はレチクル支持台18
上のY方向に伸びたガイド上にエアベアリングを介して
載置されている。レチクルステージ17はリニアモータ
によってレチクル支持台18上をY方向に一定速度で移
動できると共に、X方向、Y方向、及び回転方向(θ方
向)にレチクルRの位置を調整できる調整機構を備えて
いる。レチクルステージ17の端部に固定された移動鏡
19m、及び不図示のコラムに固定されたレーザ干渉計
(Y軸以外は図示せず)19によって、レチクルステー
ジ17(レチクルR)のX方向、Y方向の位置が常時
0.001μm程度の分解能で計測されると共に、レチ
クルステージ17の回転角も計測され、計測値がステー
ジ制御装置13に供給され、ステージ制御装置13は供
給された計測値に応じてレチクル支持台18上のリニア
モータ等の動作を制御する。
The reticle R is held on a reticle stage 17, and the reticle stage 17 is mounted on a reticle support 18.
It is mounted on an upper guide extending in the Y direction via an air bearing. The reticle stage 17 can be moved at a constant speed in the Y direction on the reticle support base 18 by a linear motor, and has an adjustment mechanism that can adjust the position of the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction (θ direction). . A moving mirror 19m fixed to the end of the reticle stage 17 and a laser interferometer (not shown except for the Y axis) 19 fixed to a column (not shown) are used to move the reticle stage 17 (reticle R) in the X and Y directions. The position in the direction is always measured with a resolution of about 0.001 μm, the rotation angle of the reticle stage 17 is also measured, and the measured value is supplied to the stage control device 13. The stage control device 13 responds to the supplied measured value. Thus, the operation of a linear motor or the like on the reticle support 18 is controlled.

【0034】一方、ウエハWはウエハホルダ20を介し
て試料台21上に保持され、試料台21はウエハステー
ジ22上に載置され、ウエハステージ22は、定盤23
上のガイド上にエアベアリングを介して載置されてい
る。そして、ウエハステージ22は、定盤23上でリニ
アモータによってY方向に一定速度での移動、及びステ
ップ移動ができると共に、X方向へのステップ移動がで
きるように構成されている。また、ウエハステージ22
内には、試料台21をZ方向に所定範囲で移動するZス
テージ機構、及び試料台21の傾斜角を調整するチルト
機構(レベリング機構)が組み込まれている。
On the other hand, the wafer W is held on a sample stage 21 via a wafer holder 20, the sample stage 21 is mounted on a wafer stage 22, and the wafer stage 22 is
It is mounted on the upper guide via an air bearing. The wafer stage 22 is configured to be able to move at a constant speed and step in the Y direction by a linear motor on the surface plate 23 and to move in the X direction. The wafer stage 22
A Z stage mechanism for moving the sample table 21 in a predetermined range in the Z direction and a tilt mechanism (leveling mechanism) for adjusting the tilt angle of the sample table 21 are incorporated therein.

【0035】試料台21の側面部に固定された移動鏡2
4m、及び不図示のコラムに固定されたレーザ干渉計
(Y軸以外は図示せず)24によって、試料台21(ウ
エハW)のX方向、Y方向の位置が常時0.001μm
程度の分解能で計測されると共に、試料台21の回転角
も計測される。その計測値はステージ制御装置13に供
給され、ステージ制御装置13は供給された計測値に応
じてウエハステージ22の駆動用のリニアモータ等の動
作を制御する。
Moving mirror 2 fixed to the side of sample stage 21
The position of the sample table 21 (wafer W) in the X and Y directions is always 0.001 μm by a laser interferometer (not shown except for the Y axis) 24 fixed to a 4 m and a column (not shown).
At the same time, the rotation angle of the sample table 21 is measured. The measured value is supplied to the stage control device 13, and the stage control device 13 controls the operation of the linear motor for driving the wafer stage 22 and the like according to the supplied measured value.

【0036】走査露光時には、主制御装置7からステー
ジ制御装置13に露光開始のコマンドが送出され、これ
に応じてステージ制御装置13では、レチクルステージ
17を介してレチクルRをY方向に速度VR で走査する
のと同期して、ウエハステージ22を介してウエハWを
Y方向に速度VW で走査する。レチクルRからウエハW
への投影倍率βを用いて、ウエハWの走査速度VW はβ
・VR に設定される。
[0036] During the scanning exposure, the main control unit 7 of the exposure start to the stage control unit 13 from a command is sent, in the stage controller 13 in response thereto, the speed of the reticle R via the reticle stage 17 in the Y-direction V R in synchronization with the scanning, it scans the wafer W via the wafer stage 22 at a velocity V W in the Y direction. Reticle R to wafer W
The scanning speed V W of the wafer W is β
It is set to · V R.

【0037】また、投影光学系PLは定盤23上に植設
されたコの字型のコラム25の上板中に保持されてい
る。そして、投影光学系PLのX方向の側面部に、ウエ
ハWの表面の複数の計測点に斜めにスリット像等を投影
して、それら複数の計測点でのZ方向の位置(フォーカ
ス位置)に対応する複数のフォーカス信号を出力する、
斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ(以下、
「AFセンサ」という)26が配置されている。多点の
AFセンサ26からの複数のフォーカス信号は、フォー
カス・チルト制御装置27に供給され、フォーカス・チ
ルト制御装置27では、それら複数のフォーカス信号よ
りウエハWの表面のフォーカス位置及び傾斜角を求め、
求めた結果をステージ制御装置13に供給する。
The projection optical system PL is held in an upper plate of a U-shaped column 25 planted on the surface plate 23. Then, a slit image or the like is projected obliquely to a plurality of measurement points on the surface of the wafer W on the side surface in the X direction of the projection optical system PL, and the position (focus position) in the Z direction at the plurality of measurement points is set. Output a plurality of corresponding focus signals,
Oblique incidence multi-point auto focus sensor (hereinafter, referred to as
An “AF sensor” 26 is disposed. A plurality of focus signals from the multi-point AF sensors 26 are supplied to a focus / tilt control device 27, and the focus / tilt control device 27 obtains a focus position and a tilt angle of the surface of the wafer W from the plurality of focus signals. ,
The obtained result is supplied to the stage control device 13.

【0038】ステージ制御装置13では、供給されたフ
ォーカス位置及び傾斜角が、それぞれ予め求められてい
る投影光学系PLの結像面のフォーカス位置及び傾斜角
に合致するように、ウエハステージ22内のZステージ
機構、及びチルト機構をサーボ方式で駆動する。これに
よって、走査露光中においても、ウエハWの露光領域1
6内の表面はオートフォーカス方式、及びオートレベリ
ング方式で投影光学系PLの結像面に合致するように制
御される。
In the stage controller 13, the focus position and the tilt angle supplied to the wafer stage 22 are adjusted so as to match the focus position and the tilt angle of the imaging plane of the projection optical system PL, which are obtained in advance. The Z stage mechanism and the tilt mechanism are driven by a servo system. Thereby, even during the scanning exposure, the exposure region 1 of the wafer W is
The surface in 6 is controlled by the autofocus method and the autoleveling method so as to match the image forming plane of the projection optical system PL.

【0039】更に、投影光学系PLの+Y方向の側面に
ウエハ用のオフ・アクシス方式のアライメントセンサ2
8が固定されており、アライメント時にはアライメント
センサ28によってウエハWの各ショット領域に付設さ
れたアライメント用のウエハマークの位置検出が行わ
れ、検出信号がウエハアライメント装置29に供給され
ている。ウエハアライメント装置29にはレーザ干渉計
24の計測値も供給され、ウエハアライメント装置29
では、その検出信号及びレーザ干渉計24の計測値より
検出対象のウエハマークのステージ座標系(X,Y)で
の座標を算出して、主制御装置7に供給する。ステージ
座標系(X,Y)とは、レーザ干渉計24によって計測
される試料台21のX座標及びY座標に基づいて定めら
れる座標系を言う。主制御装置7では、供給されたウエ
ハマークの座標より、ウエハW上の各ショット領域のス
テージ座標系(X,Y)での配列座標を求めてステージ
制御装置13に供給し、ステージ制御装置13では供給
された配列座標に基づいて各ショット領域に走査露光を
行う際のウエハステージ22の位置を制御する。
Further, an off-axis type alignment sensor 2 for a wafer is provided on the side surface of the projection optical system PL in the + Y direction.
At the time of alignment, the alignment sensor 28 detects the position of an alignment wafer mark attached to each shot area of the wafer W, and a detection signal is supplied to the wafer alignment device 29. The measured value of the laser interferometer 24 is also supplied to the wafer alignment device 29,
Then, the coordinates of the wafer mark to be detected in the stage coordinate system (X, Y) are calculated from the detection signal and the measurement value of the laser interferometer 24 and supplied to the main controller 7. The stage coordinate system (X, Y) refers to a coordinate system determined based on the X and Y coordinates of the sample table 21 measured by the laser interferometer 24. The main controller 7 obtains array coordinates in the stage coordinate system (X, Y) of each shot area on the wafer W from the coordinates of the supplied wafer mark, and supplies the coordinates to the stage controller 13. Controls the position of the wafer stage 22 when performing scanning exposure on each shot area based on the supplied array coordinates.

【0040】また、試料台21上には基準マーク部材F
Mが固定され、基準マーク部材FMの表面にはアライメ
ントセンサの位置基準となる種々の基準マーク、ウエハ
Wの反射率の基準となる基準反射面、及び投影光学系P
Lを介してウエハWの表面に照射される照明光ILの照
射エネルギをモニタするための開口部等が形成されてい
る(詳細後述)。そして、レチクルRの上方に、基準マ
ーク部材FM側から投影光学系PLを介して反射される
光束等を検出するレチクル用のアライメント系30が取
り付けられ、アライメント系30の検出信号がレチクル
アライメント装置31に供給されている。
Further, the reference mark member F
M is fixed, and various reference marks serving as a position reference of the alignment sensor, a reference reflection surface serving as a reference of the reflectance of the wafer W, and a projection optical system P are provided on the surface of the reference mark member FM.
An opening or the like for monitoring the irradiation energy of the illumination light IL irradiated onto the surface of the wafer W via the L is formed (details will be described later). A reticle alignment system 30 for detecting a light beam and the like reflected from the reference mark member FM side via the projection optical system PL is attached above the reticle R, and a detection signal of the alignment system 30 is transmitted to the reticle alignment device 31. Is supplied to

【0041】次に、図2を参照して図1内の本例の投影
光学系PLの構成について詳細に説明する。図2は、投
影光学系PLを示す断面図であり、この図2において、
投影光学系PLは機構的には、第1対物部41、光軸折
り返し部43、光軸偏向部46、及び第2対物部52の
4つの部分より構成されている。そして、光軸折り返し
部43内に凹面鏡45が配置されている。
Next, the configuration of the projection optical system PL of this embodiment in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the projection optical system PL. In FIG.
The projection optical system PL is mechanically composed of four parts: a first objective section 41, an optical axis turning section 43, an optical axis deflecting section 46, and a second objective section 52. The concave mirror 45 is arranged in the optical axis turning part 43.

【0042】本例のように照明光ILとして広帯化され
たレーザ光を用いた場合、同じ電源電力でも光量を増や
すことができスループットを高められると共に、コヒー
レンシィが低下して干渉による悪影響が軽減されるとい
う利点がある。但し、本例のようにArFエキシマレー
ザ光のような紫外域の照明光を使用する場合、投影光学
系PL内の屈折レンズとして使用できる硝材が石英や蛍
石等に限られてしまい、屈折光学系のみではその設計が
困難である。そのため本例では、凹面鏡のような色収差
が発生しない反射光学系と屈折光学系とを併用すること
で広帯色消しを行うこととしている。但し、反射光学系
は一般には1対1(等倍)の光学系であり、本例のよう
に1/4倍、又は1/5倍のような縮小投影を行う場合
には、以下のようにその構成には特殊な工夫が必要であ
る。
When a broadened laser beam is used as the illumination light IL as in this embodiment, the light amount can be increased even with the same power supply power, the throughput can be increased, and the coherency is reduced, and the adverse effect due to interference is reduced. There is an advantage of being reduced. However, when using illumination light in the ultraviolet region such as ArF excimer laser light as in this example, the glass material that can be used as a refractive lens in the projection optical system PL is limited to quartz, fluorite, or the like. It is difficult to design the system alone. Therefore, in this example, broadband achromatism is performed by using a reflective optical system and a refractive optical system that do not generate chromatic aberration like a concave mirror. However, the reflection optical system is generally a one-to-one (1: 1) optical system, and in the case of performing reduced projection such as 1/4 or 1/5 as in this example, the following is performed. However, a special device is required for the configuration.

【0043】即ち、先ず、レチクルRの直下に第1対物
部41が配置され、第1対物部41は鏡筒42内にレチ
クルR側から順にレンズ枠を介してレンズL1,L2,
L3,L4を固定して構成されている。そして、鏡筒4
2の下に、光軸偏向部46の鏡筒47を介して、光軸折
り返し部43の鏡筒44が配置され、鏡筒44内にレチ
クルR側から順にレンズ枠を介して、レンズL11,L
12,…,L20,L21、及び凹面鏡45が固定され
ている。第1対物部41と光軸折り返し部43とは同軸
であり、その光軸を光軸AX1とする。光軸AX1はレ
チクルRのパターン面に垂直である。
That is, first, the first objective section 41 is disposed immediately below the reticle R, and the first objective section 41 is placed in the lens barrel 42 from the reticle R side through the lenses L1, L2, L2 through the lens frame.
L3 and L4 are fixed. And the lens barrel 4
2, a lens barrel 44 of the optical axis turning part 43 is disposed via a lens barrel 47 of the optical axis deflecting part 46, and the lenses L 11, L
, L20, L21, and the concave mirror 45 are fixed. The first objective section 41 and the optical axis turning section 43 are coaxial, and the optical axis is the optical axis AX1. The optical axis AX1 is perpendicular to the pattern surface of the reticle R.

【0044】このとき、鏡筒42と鏡筒44との間の光
軸偏向部46の鏡筒47内で、光軸AX1から+Y方向
に偏心した位置に、光軸AX1に対して+Y方向にほぼ
45°で傾斜した反射面を有する小型ミラー48が配置
されている。また、鏡筒47内に小型ミラー48から+
Y方向に順に、レンズL31,L32、補正光学系4
9、及びビームスプリッタ50が配置されている。光軸
偏向部46の光軸AX2は光軸AX1に直交しており、
ビームスプリッタ50の反射面は小型ミラー48の反射
面に直交するように光軸AX2にほぼ45°で傾斜して
いる。ビームスプリッタ50は、透過率が5%で反射率
が95%程度の高反射率のビームスプリッタであり、例
えばウエハWで反射されてビームスプリッタ50を透過
した光束を検出することで、ウエハWの反射率をモニタ
できる。そして、補正光学系49は、光軸AX2に沿っ
た方向に微動できると共に、光軸AX2に垂直な平面に
対する傾斜角が微調整できるレンズ群等より構成され、
補正光学系49の位置及び傾斜角は結像特性補正装置5
1によって制御されている。結像特性補正装置51の動
作は図1の主制御装置7によって制御されている。この
補正光学系49の配置されている位置はレチクルRのパ
ターン面とほぼ共役な位置であり、主に倍率誤差等のデ
ィストーションを補正することができる。
At this time, in the lens barrel 47 of the optical axis deflecting section 46 between the lens barrel 42 and the lens barrel 44, a position decentered in the + Y direction from the optical axis AX1 in the + Y direction with respect to the optical axis AX1. A small mirror 48 having a reflective surface inclined at approximately 45 ° is arranged. In addition, the small mirror 48
The lenses L31 and L32 and the correction optical system 4 are sequentially arranged in the Y direction.
9 and a beam splitter 50. The optical axis AX2 of the optical axis deflecting unit 46 is orthogonal to the optical axis AX1,
The reflection surface of the beam splitter 50 is inclined at approximately 45 ° to the optical axis AX2 so as to be orthogonal to the reflection surface of the small mirror 48. The beam splitter 50 is a high-reflectance beam splitter having a transmittance of about 5% and a reflectivity of about 95%. For example, the beam splitter 50 detects a light beam reflected by the wafer W and transmitted through the beam splitter 50, thereby detecting the beam W The reflectance can be monitored. The correction optical system 49 includes a lens group that can finely move in a direction along the optical axis AX2 and that can finely adjust an inclination angle with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX2.
The position and the tilt angle of the correction optical system 49 are determined by the imaging characteristic correction device 5.
1 is controlled. The operation of the imaging characteristic correction device 51 is controlled by the main control device 7 in FIG. The position where the correction optical system 49 is arranged is a position almost conjugate with the pattern surface of the reticle R, and can mainly correct distortion such as a magnification error.

【0045】また、光軸AX2をビームスプリッタ50
で折り曲げた方向に、鏡筒47に接触するように第2対
物部52の鏡筒53が配置され、ビームスプリッタ50
側から順に鏡筒53内にレンズ枠を介して、レンズL4
1,L42,L43,…,L52が配置され、レンズ5
2の底面はウエハWの表面に対向している。第2対物部
52の光軸AX3は、第1対物部41及び光軸折り返し
部43の光軸AX1に平行であり、且つ光軸偏向部46
の光軸AX2に直交している。この場合、照明光ILに
よるレチクルR上の矩形の照明領域15は光軸AX1か
ら−Y方向に偏心した位置に設定され、照明領域15を
通過した照明光(以下、「結像光束」と呼ぶ)は、第1
対物部41内のレンズL1,L2,…,L4を経て、光
軸偏向部46の鏡筒47の内部を通過して光軸折り返し
部43に入射する。光軸折り返し部43に入射した結像
光束は、レンズL11,L12,…,L20,L21を
経て凹面鏡45に入射し、凹面鏡45で反射集光された
結像光束は、再びレンズL21,L20,…,L12,
L11を経て光軸偏向部46の鏡筒47内の小型ミラー
48で+Y方向に偏向される。
Further, the optical axis AX2 is connected to the beam splitter 50.
The lens barrel 53 of the second objective section 52 is arranged so as to be in contact with the lens barrel 47 in the direction in which the beam splitter 50 is bent.
The lens L4 is inserted into the lens barrel 53 in order from the side via the lens frame.
, L52, L42, L43,...
The bottom surface of 2 faces the surface of wafer W. The optical axis AX3 of the second objective section 52 is parallel to the optical axis AX1 of the first objective section 41 and the optical axis turning section 43, and the optical axis deflecting section 46.
Is orthogonal to the optical axis AX2. In this case, the rectangular illumination area 15 on the reticle R by the illumination light IL is set at a position decentered in the −Y direction from the optical axis AX1, and the illumination light passing through the illumination area 15 (hereinafter, referred to as “imaging light flux”). ) Is the first
After passing through the lenses L1, L2,. The imaging light beam incident on the optical axis turning portion 43 is incident on the concave mirror 45 via the lenses L11, L12,..., L20, L21, and the imaging light beam reflected and collected by the concave mirror 45 is returned to the lenses L21, L20, …, L12,
After passing through L11, the light is deflected in the + Y direction by the small mirror 48 in the lens barrel 47 of the optical axis deflector 46.

【0046】その光軸偏向部46において、小型ミラー
48で反射された結像光束は、レンズL31,L32及
び補正光学系49を介してビームスプリッタ50に入射
する。この際に、鏡筒47の内部でビームスプリッタ5
0の近傍に、レチクルR上の照明領域15内のパターン
のほぼ等倍の像(中間像)が形成される。そこで、第1
対物部41及び光軸折り返し部43よりなる合成系を
「等倍光学系」と呼ぶ。ビームスプリッタ50で−Z方
向に偏向された結像光束は、第2対物部52に向かい、
第2対物部52において、その結像光束は、レンズL4
1,L42,…,L51,L52を介してウエハW上の
露光領域16に、レチクルR上の照明領域15内のパタ
ーンの縮小像を形成する。そこで、第2対物部52を
「縮小投影系」とも呼ぶ。
In the optical axis deflecting section 46, the image forming light beam reflected by the small mirror 48 enters the beam splitter 50 via the lenses L 31 and L 32 and the correction optical system 49. At this time, the beam splitter 5 is
Near 0, an image (intermediate image) of substantially the same size as the pattern in the illumination area 15 on the reticle R is formed. Therefore, the first
The combined system including the objective unit 41 and the optical axis turning unit 43 is referred to as “1 × optical system”. The imaging light flux deflected in the −Z direction by the beam splitter 50 goes to the second objective unit 52,
In the second objective section 52, the image forming light beam is transmitted through the lens L4.
A reduced image of the pattern in the illumination area 15 on the reticle R is formed on the exposure area 16 on the wafer W via 1, L42,..., L51, L52. Therefore, the second objective unit 52 is also called a “reduction projection system”.

【0047】以上のように、レチクルR上の照明領域1
5をほぼ−Z方向に透過した結像光束は、本例の投影光
学系PL内で第1対物部41、及び光軸折り返し部43
によってほぼ+Z方向に折り返される。その結像光束
は、更に光軸偏向部46によって順次ほぼ+Y方向、及
び−Z方向に折り返される過程でその照明領域15内の
パターンのほぼ等倍の中間像を形成した後、第2対物部
52を介してウエハW上の露光領域16にその照明領域
15の縮小像を形成する。この構成によって、本例の投
影光学系PLでは、全部のレンズL2〜L4,L11〜
L21,L31,L32,L41〜L52を軸対称にで
きると共に、それらのレンズの内のほぼ全部を石英より
形成し、その内の3〜4枚のレンズのみを蛍石より形成
するだけで、広帯化された照明光ILの帯域幅である1
00pm程度の範囲内で色消しを高精度に行うことがで
きる。
As described above, the illumination area 1 on the reticle R
The imaging light flux that has passed through the projection optical system 5 in the −Z direction is first objective section 41 and optical axis turning section 43 in the projection optical system PL of this example.
Is turned substantially in the + Z direction. The image forming light flux forms an intermediate image of substantially the same size as the pattern in the illumination area 15 in the process of being successively turned back in the substantially + Y direction and the −Z direction by the optical axis deflecting unit 46, and then the second objective unit A reduced image of the illumination area 15 is formed in the exposure area 16 on the wafer W via 52. With this configuration, in the projection optical system PL of this example, all the lenses L2 to L4, L11 to L11
L21, L31, L32, and L41 to L52 can be made axially symmetric, and almost all of the lenses are formed of quartz, and only three or four of the lenses are formed of fluorite. 1 which is the bandwidth of the banded illumination light IL
Achromatization can be performed with high accuracy within a range of about 00 pm.

【0048】本例の投影光学系PLは、光学的には、以
上のように第1対物部41及び光軸折り返し部43より
なる等倍光学系と、光軸偏向部46と、第2対物部52
よりなる縮小投影系との3つに分けられるが、機械的構
造としては、小型ミラー48が第1対物部41のレンズ
L4と光軸折り返し部43のレンズL11との間に入っ
ている。そのため、仮にレンズL4、小型ミラー48及
びレンズL11を同一の鏡筒に組み込むと、光軸偏向部
46内の小型ミラー48とビームスプリッタ50とを調
整上別々の鏡筒に組み込む必要がある。しかしながら、
小型ミラー48とビームスプリッタ50とを異なる鏡筒
に組み込むと、それら2つの部材の反射面の直交度が変
動する恐れがある。それら2つの反射面の直交度が変動
すると、結像性能の劣化を招くため、本例では、等倍結
像系を、光軸偏向部46の鏡筒47を介して第1対物部
41と光軸折り返し部43とに分割して、小型ミラー4
8及びビームスプリッタ50をその鏡筒47内に固定し
ている。
The projection optical system PL of this embodiment is optically equal in size to the optical system including the first objective section 41 and the optical axis turning section 43, the optical axis deflecting section 46, and the second objective section. Part 52
The mechanical structure is such that a small mirror 48 is interposed between the lens L4 of the first objective unit 41 and the lens L11 of the optical axis turning unit 43. Therefore, if the lens L4, the small mirror 48, and the lens L11 are incorporated in the same lens barrel, it is necessary to incorporate the small mirror 48 and the beam splitter 50 in the optical axis deflecting unit 46 into separate lens barrels for adjustment. However,
If the small mirror 48 and the beam splitter 50 are incorporated in different lens barrels, there is a possibility that the orthogonality of the reflection surfaces of the two members may fluctuate. If the orthogonality between the two reflecting surfaces fluctuates, the imaging performance is degraded. In this example, the same-magnification imaging system is connected to the first objective unit 41 via the lens barrel 47 of the optical axis deflecting unit 46. The small mirror 4 is divided into an optical axis turning portion 43 and
8 and the beam splitter 50 are fixed in the lens barrel 47.

【0049】また、投影光学系PLを組み立てる際に
は、予め第1対物部41、光軸折り返し部43、光軸偏
向部46、及び第2対物部52を別々に組立調整する。
その後、コラム25の上板の貫通孔に光軸折り返し部4
3の鏡筒44、及び第2対物部52の鏡筒53の下部を
挿通し、鏡筒44のフランジ44a及び鏡筒53のフラ
ンジ53aとコラム25の上板との間に座金を挟み、フ
ランジ44a及び53aをその上板にねじで仮止めす
る。次いで、それら鏡筒44及び53の上端に光軸偏向
部46の鏡筒47を載せて、鏡筒47のフランジ47a
及び鏡筒53の上端のフランジ53bとの間に座金を挟
み、フランジ47aをフランジ53b上にねじで仮止め
する。
When assembling the projection optical system PL, the first objective section 41, the optical axis turning section 43, the optical axis deflecting section 46, and the second objective section 52 are separately assembled and adjusted in advance.
Then, the optical axis turning part 4 is inserted into the through hole of the upper plate of the column 25.
3 and the lower part of the lens barrel 53 of the second objective section 52 are inserted, and a washer is sandwiched between the flange 44a of the lens barrel 44 and the flange 53a of the lens barrel 53 and the upper plate of the column 25. 44a and 53a are temporarily fixed to the upper plate with screws. Next, the lens barrel 47 of the optical axis deflecting part 46 is placed on the upper ends of the lens barrels 44 and 53, and the flange 47a of the lens barrel 47 is mounted.
A washer is sandwiched between the upper end of the lens barrel 53 and the flange 53b, and the flange 47a is temporarily fixed on the flange 53b with a screw.

【0050】そして、鏡筒44内のレンズL11の上方
から調整用のレーザビームを鏡筒44の内部に照射し
て、そのレーザビームが鏡筒53の最下端のレンズL5
2から射出されて通過する位置(ウエハWの表面に相当
する面上での位置)をモニタし、このモニタされた位置
が目標位置になるように、フランジ44a,53a,4
7aの底部の座金の厚さの調整や、鏡筒44,53,4
7の横移動等を行う。そして、そのレーザビームの位置
が目標位置に達した状態で、フランジ44a,53a,
47aをねじ止めすることによって、光軸折り返し部4
3、第2対物部52、及び光軸偏向部46を固定する。
最後に、鏡筒47の−Y方向の端部上方に第1対物部4
1の鏡筒42を移動し、鏡筒41の不図示のフランジと
鏡筒47の対応する不図示のフランジとの間に座金を挟
んで、鏡筒47上に鏡筒42を載置する。そして、再び
例えば鏡筒42のレンズL1の上方から調整用のレーザ
ビームを照射して、光軸調整を行った後、鏡筒47上に
鏡筒42をねじ止めすることによって、投影光学系PL
の投影露光装置への組み込みが終了する。
Then, a laser beam for adjustment is radiated from above the lens L 11 in the lens barrel 44 to the inside of the lens barrel 44, and the laser beam is applied to the lens L 5 at the lowermost end of the lens barrel 53.
A position (a position on the surface corresponding to the surface of the wafer W) that is ejected from the wafer 2 and is monitored, and the flanges 44a, 53a, and 4 are set so that the monitored position becomes a target position.
Adjusting the thickness of the washer at the bottom of the
7 and so on. Then, with the position of the laser beam reaching the target position, the flanges 44a, 53a,
47a by screwing, the optical axis turning portion 4
3. The second objective section 52 and the optical axis deflecting section 46 are fixed.
Finally, the first objective unit 4 is placed above the end of the lens barrel 47 in the -Y direction.
The first lens barrel 42 is moved, and the lens barrel 42 is mounted on the lens barrel 47 with a washer interposed between a flange (not shown) of the lens barrel 41 and a corresponding flange (not shown) of the lens barrel 47. Then, for example, a laser beam for adjustment is again irradiated from above the lens L1 of the lens barrel 42 to adjust the optical axis, and then the lens barrel 42 is screwed onto the lens barrel 47, whereby the projection optical system PL
Is completed in the projection exposure apparatus.

【0051】更に、本例では、振動に対する結像特性の
安定性や投影光学系PLのバランスを考慮して、投影光
学系PL内で結像光束の光路外に投影光学系PLの全体
の重心54の位置を設定している。即ち、図2におい
て、投影光学系PLの重心54は、光軸折り返し部43
と第2対物部52との中間付近で、且つ鏡筒44のフラ
ンジ44a及び鏡筒53のフランジ53aより僅かに低
い位置(コラム25の上板の内部)に設定されている。
このように、投影光学系PLの重心54を更にフランジ
44a,53aの近傍に設定することによって、投影光
学系PLはより振動に強く、且つ高剛性の構造となって
いる。
Further, in this embodiment, the center of gravity of the entire projection optical system PL is set outside the optical path of the imaging light beam in the projection optical system PL in consideration of the stability of the imaging characteristics against vibration and the balance of the projection optical system PL. 54 positions are set. That is, in FIG. 2, the center of gravity 54 of the projection optical system PL is
It is set at a position (inside the upper plate of the column 25) near the middle between the first and second objective sections 52 and slightly lower than the flange 44 a of the lens barrel 44 and the flange 53 a of the lens barrel 53.
As described above, by further setting the center of gravity 54 of the projection optical system PL near the flanges 44a and 53a, the projection optical system PL has a structure that is more resistant to vibration and has high rigidity.

【0052】また、上述のように本例の投影光学系PL
の光軸偏向部46の内部で、且つビームスプリッタ50
の近傍にレチクルRのパターン面と共役な中間像面が存
在し、この中間像面の近傍に補正光学系49が配置され
ている。この補正光学系49としての例えばレンズ群を
光軸AX2方向に微動するか、又はそのレンズ群の光軸
AX2に垂直な面に対する傾斜角を調整することによっ
て、ウエハW上に投影されるレチクルRの縮小像の投影
倍率、及びディストーション等の結像特性を補正でき
る。これに対して、従来はそのような結像特性補正機構
はレチクルRのほぼ直下に設けられていた。本例によれ
ば、レチクルRの直下には結像特性補正機構が無く、機
構上の制約が無いため、図1のレチクル支持台18の剛
性を設計上高くできる利点がある。また、補正光学系4
9と同様な微動可能な光学系を光軸折り返し部43又は
第2対物部52に設けることで、投影像の収差(非点収
差やコマ収差等)の補正及び像面湾曲の補正も可能とな
る。また、これらの組合せで高次の倍率誤差の補正も可
能である。
As described above, the projection optical system PL of this embodiment
Inside the optical axis deflecting unit 46 and the beam splitter 50
, There is an intermediate image plane conjugate to the pattern surface of the reticle R, and a correction optical system 49 is arranged near this intermediate image plane. The reticle R projected on the wafer W by, for example, finely moving a lens group as the correction optical system 49 in the direction of the optical axis AX2 or adjusting the inclination angle of the lens group with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX2. And the imaging characteristics such as distortion and the projection magnification of the reduced image. On the other hand, conventionally, such an imaging characteristic correcting mechanism is provided almost immediately below the reticle R. According to the present example, there is no imaging characteristic correction mechanism immediately below the reticle R, and there is no restriction on the mechanism. Therefore, there is an advantage that the rigidity of the reticle support 18 in FIG. 1 can be increased in design. The correction optical system 4
By providing an optical system capable of fine movement similar to 9 in the optical axis turning section 43 or the second objective section 52, it is also possible to correct aberrations (astigmatism, coma, etc.) of the projected image and to correct the field curvature. Become. Further, it is also possible to correct a higher-order magnification error by using these combinations.

【0053】次に、図3を参照して、図2のレチクルR
上の照明領域15とウエハW上の露光領域16との位置
関係につき説明する。図3(a)は、図2のレチクルR
上の照明領域15を示し、この図3(a)において、図
2の投影光学系PLの第1対物部41の円形の有効照明
視野41a内で、光軸AX1に対して僅かに−Y方向に
外れた位置に、X方向に長い矩形の照明領域15が設定
されている。照明領域15の短辺方向(Y方向)がレチ
クルRの走査方向となっている。図2において、第1対
物部41及び光軸折り返し部43よりなる等倍光学系で
は、レチクルR上の照明領域15を通過した結像光束
は、凹面鏡45によって折り返されて小型ミラー48ま
で導かれるため、照明領域15は光軸AX1に対して偏
心させておく必要がある。
Next, referring to FIG. 3, reticle R of FIG.
The positional relationship between the upper illumination area 15 and the exposure area 16 on the wafer W will be described. FIG. 3A shows the reticle R of FIG.
The upper illumination area 15 is shown, and in FIG. 3A, in the circular effective illumination visual field 41a of the first objective section 41 of the projection optical system PL in FIG. A rectangular illumination area 15 that is long in the X direction is set at a position deviated from. The short side direction (Y direction) of the illumination area 15 is the scanning direction of the reticle R. In FIG. 2, in an equal-magnification optical system including a first objective section 41 and an optical axis turning section 43, an image forming light beam passing through the illumination area 15 on the reticle R is turned by the concave mirror 45 and guided to the small mirror 48. Therefore, the illumination area 15 needs to be decentered with respect to the optical axis AX1.

【0054】一方、図3(b)は図2のウエハW上の露
光領域16(照明領域15と共役な領域)を示し、この
図3(b)において、図2の投影光学系PLの第2対物
部52(縮小投影系)の円形の有効露光フィールド52
a内で、光軸AX3に対して僅かに+Y方向に外れた位
置に、X方向に長い矩形の露光領域16が設定されてい
る。
On the other hand, FIG. 3B shows an exposure region 16 (a region conjugate with the illumination region 15) on the wafer W in FIG. 2, and in FIG. 2 circular effective exposure field 52 of the objective section 52 (reduction projection system)
A rectangular exposure area 16 long in the X direction is set at a position slightly deviated in the + Y direction with respect to the optical axis AX3 within a.

【0055】これに対して、図3(c)は、図3(a)
と同じく円形の有効照明視野41a内で、光軸AX1に
対して僅かに−Y方向に外れた位置に設定された矩形の
照明領域15を示している。また、図3(d)は、図2
の第2対物部52を変形させた第2対物部の有効露光フ
ィールド52aAを示し、この有効露光フィールド52
aAの光軸AX3Aを中心として、X方向に長い矩形の
露光領域16A(図3(c)の照明領域15と共役な領
域)が設定されている。即ち、図3(d)に示すよう
に、投影光学系PLの最終段である第2対物部52(縮
小投影系)の構成を変更することによって、ウエハW上
の露光領域16Aは有効露光フィールド52aAの光軸
を中心とする領域に設定できる。図3(b)と図3
(d)とは、投影光学系PLの収差を除去するための設
計の行い易さによって選択されるが、図3(b)は設計
が容易であり、図3(d)は第2対物部(縮小投影系)
のレンズ径を僅かに小さくできるという利点がある。
On the other hand, FIG. 3C shows the state shown in FIG.
Similarly, the rectangular illumination area 15 is set at a position slightly deviated in the −Y direction with respect to the optical axis AX1 in the circular effective illumination visual field 41a. Further, FIG.
The effective exposure field 52aA of the second objective section obtained by deforming the second objective section 52 of FIG.
A rectangular exposure area 16A (a conjugate area with the illumination area 15 in FIG. 3C) is set in the X direction with the optical axis AX3A of aA as a center. That is, as shown in FIG. 3D, by changing the configuration of the second objective section 52 (reduction projection system), which is the last stage of the projection optical system PL, the exposure area 16A on the wafer W becomes an effective exposure field. It can be set to a region around the optical axis of 52aA. FIG. 3 (b) and FIG.
(D) is selected depending on the easiness of design for removing aberration of the projection optical system PL. FIG. 3 (b) is easy to design, and FIG. 3 (d) is the second objective unit. (Reduced projection system)
There is an advantage that the lens diameter can be slightly reduced.

【0056】次に、図4を参照して図1のオフ・アクシ
ス方式のアライメントセンサ28の構成につき詳細に説
明する。図4は、図2の投影光学系PLの外観を示し、
この図4に示すように、投影光学系PLは、第1対物部
41、光軸偏向部46、光軸折り返し部43、及び第2
対物部52に分かれており、互いに振動や熱等の外乱に
対して歪まないような設計が必要となる。そのため、フ
ランジ44a,53aが載置されるコラム25の剛性、
とりわけコラム25の内の光軸折り返し部43と第2対
物部52との間の部分25aに関しては、高い剛性が必
要となる。このような剛性を確保するためには、ウエハ
W上のアライメントマークとしてのウエハマークWMの
位置を検出するアライメントセンサ28は、第2対物部
52の側面部で、且つその高い剛性が必要な部分25a
と反対側、即ち第2対物部52の+Y方向の側面部に設
置する必要がある。また、コラム25の内で、第2対物
部52の+Y方向の側面部、及び+X方向、−X方向の
側面部に対向する部分25bは、その剛性の高い部分2
5aに比べて1/2以下に薄くなっており、その薄い部
分25bの底部にアライメントセンサ28が配置されて
いる。この配置にすることで、走査露光時にレチクルR
及びウエハWが矢印の方向(Y方向)に走査されるとき
も、第1対物部41、光軸偏向部46、光軸折り返し部
43、及び第2対物部52は一体の投影光学系PLとし
て支持され、投影光学系PLは高い剛性が得られること
になる。
Next, the configuration of the off-axis type alignment sensor 28 of FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 shows the appearance of the projection optical system PL of FIG.
As shown in FIG. 4, the projection optical system PL includes a first objective section 41, an optical axis deflecting section 46, an optical axis turning section 43, and a second
It is divided into the objective part 52, and it is necessary to design such that it is not distorted by disturbance such as vibration or heat. Therefore, the rigidity of the column 25 on which the flanges 44a and 53a are placed,
In particular, high rigidity is required for the portion 25a of the column 25 between the optical axis turning portion 43 and the second objective portion 52. In order to secure such rigidity, the alignment sensor 28 for detecting the position of the wafer mark WM as an alignment mark on the wafer W is provided on the side surface of the second objective section 52 and in a portion where the high rigidity is required. 25a
, Ie, on the side surface of the second objective section 52 in the + Y direction. In the column 25, a portion 25b facing the side surface portion in the + Y direction and the side surface portions in the + X direction and the -X direction of the second objective portion 52 is a portion 2 having high rigidity.
The thickness of the thin portion 25b is smaller than that of the thin portion 25a, and the alignment sensor 28 is disposed at the bottom of the thin portion 25b. With this arrangement, the reticle R
Also, when the wafer W is scanned in the direction of the arrow (Y direction), the first objective section 41, the optical axis deflecting section 46, the optical axis turning section 43, and the second objective section 52 are formed as an integral projection optical system PL. The projection optical system PL is supported and high rigidity is obtained.

【0057】図4のオフ・アクシス方式のアライメント
センサ28において、アライメント時に、不図示のハロ
ゲンランプ等から射出されたウエハW上のフォトレジス
トに対する感光性の弱い、広帯域(白色)のアライメン
ト光ALは、光ガイド62を介してアライメントセンサ
28の鏡筒61内に導かれる。この鏡筒61内で、アラ
イメント光ALは、コンデンサレンズ63を介してハー
フミラー64を透過した後、第1対物レンズ65、及び
プリズム型の偏向ミラー66を経てウエハW上のウエハ
マークWMを含む所定範囲の観察視野を照明する。ウエ
ハマークWMからの反射光は、偏向ミラー66、第1対
物レンズ65を経てハーフミラー64で反射された後、
第2対物レンズ67によって指標板68上にそのウエハ
マークWMの像を形成する。指標板68上には、ウエハ
マークWMの位置検出の基準となる指標マークが形成さ
れている。
In the off-axis type alignment sensor 28 shown in FIG. 4, during alignment, a broadband (white) alignment light AL having low photosensitivity to the photoresist on the wafer W emitted from a halogen lamp or the like (not shown) is emitted. Is guided into the lens barrel 61 of the alignment sensor 28 via the light guide 62. In the lens barrel 61, the alignment light AL passes through the half mirror 64 via the condenser lens 63, and then includes the wafer mark WM on the wafer W via the first objective lens 65 and the prism type deflection mirror 66. A predetermined range of the observation field is illuminated. The reflected light from the wafer mark WM is reflected by the half mirror 64 via the deflection mirror 66 and the first objective lens 65,
An image of the wafer mark WM is formed on the index plate 68 by the second objective lens 67. On the index plate 68, an index mark serving as a reference for detecting the position of the wafer mark WM is formed.

【0058】指標板68を透過した光束は、第1リレー
レンズ69、偏向ミラー70、及び第2リレーレンズ7
1を経て、2次元CCDよりなる撮像素子72上にウエ
ハマークWM及び指標マークの像を再形成する。ここ
で、ウエハマークWMは例えばY方向に所定ピッチで配
列された凹凸のY軸の格子状マークであり、撮像素子7
2の撮像信号は図1のウエハアライメント装置29に供
給される。ウエハアライメント装置29では、その撮像
信号に基づいて指標板68上の指標マークに対するウエ
ハマークWMのY方向への位置ずれ量を算出し、その位
置ずれ量に図1のレーザ干渉計24で計測されるY座標
を加算することによって、ウエハマークWMのステージ
座標系(X,Y)でのY座標を算出して、主制御装置7
に供給する。なお、そのウエハマークWMを90°回転
した形状のX軸のウエハマークもウエハW上の当該ショ
ット領域に付設され、そのX軸のウエハマークのステー
ジ座標系(X,Y)でのX座標もアライメントセンサ2
8によって検出される。このように、ウエハW上の所定
のショット領域に付設されたウエハマークの座標をアラ
イメントセンサ28を介して検出することによって、ウ
エハWのアライメントが行われる。
The light beam transmitted through the index plate 68 is transmitted to the first relay lens 69, the deflecting mirror 70, and the second relay lens 7.
After 1, images of the wafer mark WM and the index mark are re-formed on the image sensor 72 formed of a two-dimensional CCD. Here, the wafer mark WM is, for example, an uneven Y-axis lattice mark arranged at a predetermined pitch in the Y direction.
2 are supplied to the wafer alignment device 29 of FIG. In the wafer alignment device 29, the amount of displacement of the wafer mark WM in the Y direction with respect to the index mark on the index plate 68 is calculated based on the imaging signal, and the amount of displacement is measured by the laser interferometer 24 in FIG. The Y coordinate of the wafer mark WM in the stage coordinate system (X, Y) is calculated by adding
To supply. An X-axis wafer mark having a shape obtained by rotating the wafer mark WM by 90 ° is also attached to the shot area on the wafer W, and the X coordinate of the X-axis wafer mark in the stage coordinate system (X, Y) is also changed. Alignment sensor 2
8 detected. As described above, the alignment of the wafer W is performed by detecting the coordinates of the wafer mark attached to the predetermined shot area on the wafer W via the alignment sensor 28.

【0059】また、アライメントセンサ28による計測
を高精度に行うためには、アライメントセンサ28の検
出中心(指標マークのウエハW上への投影像の中心)
と、投影光学系PLによるレチクルRのパターンの投影
像の中心(露光領域16の中心)との間隔(ベースライ
ン量)をできるだけ小さくすることが望ましい。そのた
めには、アライメントセンサ28はできるだけ投影光学
系PLの第2対物部52に近接して配置される。また、
そのベースライン量は、図1の基準マーク部材FMを用
いて計測することができる。
In order to perform the measurement by the alignment sensor 28 with high accuracy, the detection center of the alignment sensor 28 (the center of the projected image of the index mark on the wafer W)
It is desirable to minimize the distance (baseline amount) between the image and the center of the projected image of the pattern of the reticle R by the projection optical system PL (the center of the exposure area 16). For this purpose, the alignment sensor 28 is arranged as close as possible to the second objective section 52 of the projection optical system PL. Also,
The baseline amount can be measured using the reference mark member FM in FIG.

【0060】ところが、その第2対物部52に近接して
配置する必要のある装置としては、オフ・アクシス方式
のアライメントセンサ28の他に、ウエハWの表面のフ
ォーカス位置及び傾斜角を検出するための図1の多点の
AFセンサ26もある。そこで、本例では、アライメン
トセンサ28とAFセンサ26との機械的な干渉を防止
するために、AFセンサ26をアライメントセンサ28
と直交するように、第2対物部52に対して±X方向の
側面部に配置する。
However, as an apparatus that needs to be arranged close to the second objective section 52, in addition to the off-axis type alignment sensor 28, it is necessary to detect the focus position and the inclination angle of the surface of the wafer W. There is also a multi-point AF sensor 26 shown in FIG. Therefore, in this example, in order to prevent mechanical interference between the alignment sensor 28 and the AF sensor 26, the AF sensor 26 is
Is disposed on the side surface in the ± X direction with respect to the second objective unit 52 so as to be orthogonal to.

【0061】図5は、AFセンサ26の配置状態を示
し、この図5は、図4の第2対物部52の光軸AX3を
通りY軸に垂直な平面(XZ平面)に沿った断面図であ
るが、説明の便宜上図5の上半面は図4のレチクル及び
第1対物部41の左側面図を示してある。図5におい
て、AFセンサ26は、照射光学系26aと集光光学系
26bとに分かれており、照射光学系26a及び集光光
学系26bはそれぞれ第2対物部52の−X方向及び+
X方向の側面部で、且つ図4に示すコラム25の内の剛
性の高い厚い部分25aに比べて薄い部分25bの底部
に配置されている。
FIG. 5 shows an arrangement state of the AF sensor 26. FIG. 5 is a sectional view taken along a plane (XZ plane) passing through the optical axis AX3 of the second objective section 52 in FIG. 4 and perpendicular to the Y axis. However, for convenience of explanation, the upper half of FIG. 5 is a left side view of the reticle and the first objective unit 41 of FIG. In FIG. 5, the AF sensor 26 is divided into an irradiation optical system 26a and a condensing optical system 26b, and the irradiation optical system 26a and the condensing optical system 26b are respectively connected to the -X direction and + of the second objective unit 52.
It is arranged on the side surface in the X direction and at the bottom of the thinner portion 25b as compared with the thicker, thicker portion 25a of the column 25 shown in FIG.

【0062】先ず、照射光学系26aにおいて、不図示
のハロゲンランプ等からのフォトレジストに対する感光
性が弱くほぼ白色の照明光は、光ガイド81を介して第
2対物部52の側面部に導かれ、その照明光は、ミラー
82、及びコンデンサレンズ83を経て、所定の配列で
複数のスリット状開口が形成されたマルチスリット板8
4を照明する。このマルチスリット板84の各スリット
状開口を透過した照明光は、レンズ85、振動ミラー8
6、及びレンズ87を介して、ウエハW上に光軸AX3
に対して斜めにそれら複数のスリット状開口の共役像で
ある複数のスリット像(図5では代表的に1つのスリッ
ト像88を示す)を投影する。なお、それらのスリット
像が投影される領域は、図1に示すウエハW上の矩形の
露光領域16内、及びこの露光領域16に対して走査方
向に手前側の先読み領域である。
First, in the irradiation optical system 26 a, substantially white illumination light having a low photosensitivity to the photoresist from a halogen lamp or the like (not shown) is guided to the side surface of the second objective section 52 via the light guide 81. The illumination light passes through a mirror 82 and a condenser lens 83 and passes through a multi-slit plate 8 in which a plurality of slit-shaped openings are formed in a predetermined arrangement.
Light 4 The illumination light that has passed through each slit-shaped opening of the multi-slit plate 84 is
6 and the optical axis AX3 on the wafer W via the lens 87.
, A plurality of slit images (a single slit image 88 is representatively shown in FIG. 5) which are conjugate images of the plurality of slit-shaped openings are projected. The areas where these slit images are projected are within the rectangular exposure area 16 on the wafer W shown in FIG. 1 and the pre-read area on the near side in the scanning direction with respect to the exposure area 16.

【0063】ウエハW上のそれら複数のスリット像から
の反射光は集光光学系26bに入射する。集光光学系2
6bにおいて、その反射光は、レンズ89、ミラー90
及びレンズ91を経て、マルチスリット板84に対応し
て複数のスリット状開口が形成されたマルチスリット板
92上に、それら複数のスリット像(88等)を再結像
する。また、マルチスリット板92の裏面には、マルチ
スリット板92の各スリット状開口を通過した反射光を
それぞれ独立に受光するフォトダイオード等の光電変換
素子が配列された光電検出器93が配置され、光電検出
器93の各光電変換素子からの光電変換信号(以下、
「フォーカス信号」と呼ぶ)がフォーカス・チルト制御
装置27に供給されている。
The reflected light from the plurality of slit images on the wafer W enters the condenser optical system 26b. Condensing optical system 2
6b, the reflected light is transmitted through a lens 89 and a mirror 90.
After passing through the lens 91 and the multi-slit plate 92, the plurality of slit images (88 and the like) are re-imaged on the multi-slit plate 92 in which a plurality of slit-shaped openings are formed corresponding to the multi-slit plate 84. In addition, on the back surface of the multi-slit plate 92, a photoelectric detector 93 in which photoelectric conversion elements such as photodiodes that independently receive reflected light passing through each slit-shaped opening of the multi-slit plate 92 are arranged, A photoelectric conversion signal from each photoelectric conversion element of the photoelectric detector 93 (hereinafter, referred to as a photoelectric conversion signal)
(Referred to as a “focus signal”) is supplied to the focus / tilt control device 27.

【0064】この場合、振動ミラー86の振動によっ
て、マルチスリット板92上で再結像されるスリット像
は対応するスリット状開口上で短辺方向に振動し、且つ
ウエハWの表面のフォーカス位置(Z方向の位置)が変
化すると、そのスリット像の振動中心と対応するスリッ
ト状開口の中心とが横ずれする。そこで、各スリット状
開口を通過した反射光の光電変換信号であるフォーカス
信号を、フォーカス・チルト制御装置27内で振動ミラ
ー86の駆動信号で同期整流することによって、ウエハ
W上の各スリット像(88等)の投影位置でのフォーカ
ス位置の変化量に対応する信号が得られる。また、予め
ウエハWの表面が投影光学系PLの結像面に合致してい
るときにそれらのフォーカス信号の同期整流信号が0と
なるように、AFセンサ26のキャリブレーションが行
われている。従って、フォーカス・チルト制御装置27
では、それらの同期整流信号から、ウエハW上の露光領
域16、及びこれに対する先読み領域でのフォーカス位
置の平均値、及び傾斜角を求めることができる。これら
のフォーカス位置の平均値、及び傾斜角の情報は、ほぼ
リアルタイムで主制御装置7を介してステージ制御装置
13に供給され、ステージ制御装置13では、前述のよ
うに走査露光中にウエハW上の露光領域16が投影光学
系PLの結像面に合致するようにオートフォーカス及び
オートレベリングを行う。
In this case, due to the vibration of the vibration mirror 86, the slit image re-imaged on the multi-slit plate 92 vibrates in the short side direction on the corresponding slit-like opening, and the focus position ( When the position in the Z direction changes, the center of vibration of the slit image and the center of the corresponding slit-shaped opening are shifted laterally. Therefore, the focus signal, which is a photoelectric conversion signal of the reflected light passing through each slit-shaped opening, is synchronously rectified by the drive signal of the vibrating mirror 86 in the focus / tilt control device 27, thereby obtaining each slit image ( 88 etc.), a signal corresponding to the change amount of the focus position at the projection position is obtained. Further, the calibration of the AF sensor 26 is performed so that the synchronous rectification signal of the focus signal becomes 0 when the surface of the wafer W matches the image plane of the projection optical system PL in advance. Therefore, the focus / tilt control device 27
Then, from these synchronous rectification signals, the average value of the focus position in the exposure region 16 on the wafer W and the pre-read region with respect to the exposure region 16 and the inclination angle can be obtained. The information on the average value of the focus positions and the information on the tilt angle are supplied to the stage control device 13 via the main control device 7 in almost real time. Auto-focusing and auto-leveling are performed so that the exposure area 16 of FIG.

【0065】次に、図1では、実際には2次元的に配置
されているウエハ側のレーザ干渉計、及び移動鏡をそれ
ぞれ1つのレーザ干渉計24、及び1つの移動鏡24m
で表している。そこで、図6及び図7を参照して、本例
のウエハ側のレーザ干渉計及び移動鏡の具体的な配置の
一例につき説明する。図6は、図1のウエハWが載置さ
れた試料台21の平面図であり、この図6において説明
の便宜上、図2の投影光学系PLの第2対物部52の外
形及び図4のアライメントセンサ28の観察視野28a
と、第1対物部41、光軸折り返し部43の外形及びレ
チクルRとが正確な位置関係で示されている。また、図
6では、第2対物部52の光軸AX3が試料台21上の
基準マーク部材FM上にある状態が示されている。
Next, in FIG. 1, the laser interferometer and the movable mirror on the wafer side and the movable mirror which are actually arranged two-dimensionally are one laser interferometer 24 and one movable mirror 24m, respectively.
It is represented by Therefore, an example of a specific arrangement of the laser interferometer and the moving mirror on the wafer side of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view of the sample stage 21 on which the wafer W of FIG. 1 is mounted. For convenience of description in FIG. 6, the outer shape of the second objective section 52 of the projection optical system PL of FIG. Observation field 28a of alignment sensor 28
And the external shape of the first objective section 41 and the optical axis turning section 43 and the reticle R are shown in an accurate positional relationship. FIG. 6 shows a state where the optical axis AX3 of the second objective unit 52 is on the reference mark member FM on the sample table 21.

【0066】本例では、図2で示したように、投影光学
系PLの第1対物部41及び光軸折り返し部43と、第
2対物部52との間のコラム25は剛性を高めるために
強固な構造になっており、それらの間にレーザ干渉計を
配置することは困難である。更に、仮にそれらの間にレ
ーザ干渉計を配置できたとしても、レーザ干渉計の光軸
に沿ってダウンフローによる空調を行う十分なスペース
が無く、レーザ干渉計が空気揺らぎの影響を受け易い構
造となってしまう。
In this example, as shown in FIG. 2, the column 25 between the first objective section 41 and the optical axis turning section 43 of the projection optical system PL and the second objective section 52 is provided to increase rigidity. It has a strong structure, and it is difficult to arrange a laser interferometer between them. Furthermore, even if a laser interferometer can be placed between them, there is not enough space for air conditioning by downflow along the optical axis of the laser interferometer, and the laser interferometer is easily affected by air fluctuation. Will be.

【0067】そこで、空気揺らぎの影響を避けるため
に、本例では図6に示すように、レーザ干渉計を投影光
学系PLの第2対物部52に関して光軸折り返し部43
と反対側、即ち第2対物部52に対して+Y方向、及び
−X方向に配置する。図6において、試料台21の+Y
方向の側面部にY軸に垂直な反射面を有する移動鏡24
mYが固定され、試料台21の−X方向の側面部に移動
鏡24mYの反射面に直交する(X軸に垂直な)反射面
を有する移動鏡24mXが固定されている。また、Y軸
の移動鏡24mYに対向するようにY軸のレーザ干渉計
24Yが配置され、レーザ干渉計24YからY軸に平行
に3軸のレーザビームが移動鏡24mYに照射されてい
る。図6では、その3軸のレーザビームの内のX方向に
所定間隔で配列された2軸のレーザビームLBY1,L
BY2を示し、これら2軸のレーザビームLBY1,L
BY2は、第2対物部52の光軸AX3及びアライメン
トセンサ28の観察視野28aの中心を通りY軸に平行
な直線に関して対称な位置を通過している。
In order to avoid the influence of air fluctuation, in this example, as shown in FIG. 6, the laser interferometer is connected to the optical axis turning section 43 with respect to the second objective section 52 of the projection optical system PL.
, Ie, in the + Y direction and the −X direction with respect to the second objective section 52. In FIG. 6, + Y of the sample stage 21 is shown.
Mirror 24 having a reflecting surface perpendicular to the Y axis on the side surface in the direction
mY is fixed, and a moving mirror 24mX having a reflecting surface orthogonal to the reflecting surface of the moving mirror 24mY (perpendicular to the X axis) is fixed to the side surface of the sample table 21 in the −X direction. A Y-axis laser interferometer 24Y is arranged so as to face the Y-axis movable mirror 24mY, and a three-axis laser beam is emitted from the laser interferometer 24Y to the movable mirror 24mY in parallel with the Y-axis. In FIG. 6, two-axis laser beams LBY1, LBY arranged at a predetermined interval in the X direction among the three-axis laser beams are shown.
BY2, these two-axis laser beams LBY1, LBY
BY2 passes through a position symmetrical with respect to a straight line parallel to the Y axis passing through the optical axis AX3 of the second objective section 52 and the center of the observation field 28a of the alignment sensor 28.

【0068】また、図7(a)は図6の試料台21を+
X方向に見た側面図であり、この図7(a)に示すよう
に、2軸のレーザビームLBY1,LBY2に対してZ
方向に所定間隔で3軸目のレーザビームLBY3が、レ
ーザ干渉計24YからY軸に平行に移動鏡24mYに照
射されている。図7(b)に示すように、レーザビーム
LBY3は、X方向において2軸のレーザビームLBY
1,LBY2の中間位置を通過している。そして、レー
ザ干渉計24Yでは3軸のレーザビームLBY1,LB
Y2,LBY3のそれぞれに対応するY座標Y1,Y
2,Y3を0.001μm程度の分解能で常時検出し
て、ステージ制御装置13に出力している。ステージ制
御装置13では、例えば2つのY座標Y1,Y2の平均
値、及び差分をそれぞれ試料台21のY座標、及び回転
角(ヨーイング)として求める。なお、その回転角の計
測時には、移動鏡24mYの曲がりの補正も行われる。
FIG. 7A shows that the sample stage 21 of FIG.
FIG. 7 is a side view as viewed in the X direction. As shown in FIG. 7A, the Z-axis laser beams LBY1 and LBY2 are
The laser beam LBY3 of the third axis is emitted from the laser interferometer 24Y to the moving mirror 24mY in parallel with the Y axis at predetermined intervals in the direction. As shown in FIG. 7B, the laser beam LBY3 is a biaxial laser beam LBY in the X direction.
1 and LBY2. In the laser interferometer 24Y, the three-axis laser beams LBY1, LB
Y coordinates Y1, Y corresponding to Y2, LBY3, respectively
2 and Y3 are constantly detected with a resolution of about 0.001 μm and output to the stage control device 13. The stage controller 13 obtains, for example, an average value and a difference between the two Y coordinates Y1 and Y2 as the Y coordinate and the rotation angle (yaw) of the sample table 21, respectively. At the time of measuring the rotation angle, the bending of the movable mirror 24mY is also corrected.

【0069】また、図6において、X軸の移動鏡24m
Xに対向するようにX軸のレーザ干渉計24Xが配置さ
れ、レーザ干渉計24XからX軸に平行に3軸のレーザ
ビームが移動鏡24mXに照射されている。図6では、
それらの内のY方向に所定間隔で配列された2軸のレー
ザビームLBX1,LBX2を示し、これらのレーザビ
ームLBX1及びLBX2はそれぞれ、第2対物部52
の光軸AX3を通りX軸に平行な光路、及びアライメン
トセンサ28の観察視野28aの中心を通りX軸に平行
な光路を通過している。
In FIG. 6, the X-axis movable mirror 24m
An X-axis laser interferometer 24X is arranged so as to face X, and a three-axis laser beam is emitted from the laser interferometer 24X to the movable mirror 24mX in parallel with the X-axis. In FIG.
Among them, there are shown two-axis laser beams LBX1 and LBX2 arranged at predetermined intervals in the Y direction, and these laser beams LBX1 and LBX2 are respectively provided in the second objective section 52.
Pass through an optical path parallel to the X-axis through the optical axis AX3 of the above and an optical path parallel to the X-axis through the center of the observation field 28a of the alignment sensor 28.

【0070】また、図7(a)及び(b)と同様に、2
軸のレーザビームLBX1,LBX2に対してZ方向に
所定間隔で3軸目のレーザビームが、レーザ干渉計24
XからX軸に平行に移動鏡24mXに照射されている。
レーザ干渉計24Xでは2軸のレーザビームLBX1,
LBX2のそれぞれに対応するX座標X1,X2、及び
残りの1軸に対応するX座標X3を0.001μm程度
の分解能で常時検出して、ステージ制御装置13に出力
している。ステージ制御装置13では、ウエハWへの露
光時には光軸AX3に対応するX座標X1を試料台21
のX座標とし、アライメント時には観察視野28aの中
心に対応するX座標X2を試料台21のX座標とする。
これによって、露光時、アライメント時のそれぞれにお
いて、計測対象位置と計測軸との位置ずれに起因する所
謂アッベ誤差が殆ど0となり、高精度に位置検出を行う
ことができる。なお、Y軸の移動鏡24mYと同様に、
2つのX座標X1,X2に基づいて、移動鏡24mXの
曲がりの補正を行うこともできる。
Also, as in FIGS. 7 (a) and 7 (b),
The laser beams on the third axis are arranged at predetermined intervals in the Z direction with respect to the laser beams LBX1 and LBX2 on the third axis.
The moving mirror 24mX is irradiated from X in parallel with the X axis.
In the laser interferometer 24X, the two-axis laser beam LBX1,
The X-coordinates X1 and X2 corresponding to each of the LBXs 2 and the X-coordinate X3 corresponding to the remaining one axis are constantly detected with a resolution of about 0.001 μm, and output to the stage controller 13. The stage controller 13 sets the X coordinate X1 corresponding to the optical axis AX3 at the time of exposure to the wafer W to the sample stage 21.
During the alignment, the X coordinate X2 corresponding to the center of the observation visual field 28a is set as the X coordinate of the sample table 21.
As a result, in each of the exposure and the alignment, the so-called Abbe error caused by the displacement between the measurement target position and the measurement axis becomes almost zero, and the position can be detected with high accuracy. In addition, like the moving mirror 24mY of the Y axis,
The bending of the movable mirror 24mX can be corrected based on the two X coordinates X1 and X2.

【0071】この結果、本例では、図6に示すように、
試料台21に対して+Y方向及び−X方向にそれぞれレ
ーザ干渉計24Y及び24Xが配置され、且つ試料台2
1に対して−Y方向に沿って光軸折り返し部43、第2
対物部52等からなる投影光学系PLが配置されてお
り、試料台21に対して+X方向側(レーザ干渉計24
Xと対称な方向)の空間が利用可能となっている。そこ
で、本例では、その試料台21に対して+X方向側に、
試料台21に対するウエハのロード及びアンロードを行
うためのウエハローダWL等を含むウエハ搬送系を配置
する。
As a result, in this example, as shown in FIG.
Laser interferometers 24Y and 24X are arranged in the + Y direction and the -X direction with respect to the sample table 21, respectively.
1, the optical axis turning portion 43 along the -Y direction,
A projection optical system PL including an objective section 52 and the like is arranged, and is located on the + X direction side (the laser interferometer 24) with respect to the sample table 21.
(A direction symmetrical with X). Therefore, in this example, the sample table 21 is located on the + X direction side,
A wafer transfer system including a wafer loader WL for loading and unloading a wafer onto and from the sample stage 21 is arranged.

【0072】この構成によって、レーザ干渉計24X,
24Yからのレーザビームの光路に対してダウンフロー
となる空調が可能となる。具体的に、例えばレーザビー
ムLBY1,LBY2,LBX1,LBX2の上方から
投影露光装置が設置されている床面に対して、一様な温
度分布に温度調節された一様な速度分布の空気等を流
し、床面でその空気等を回収することによってダウンフ
ローの空調が行われる。これによって、レーザ干渉計2
4X,24Yでは、レーザビームの光路における空気揺
らぎの影響が小さくなり、試料台21の位置、及び回転
角等の計測精度が向上する利点がある。
With this configuration, the laser interferometer 24X,
Air conditioning that causes a downflow to the optical path of the laser beam from 24Y can be performed. Specifically, for example, air or the like having a uniform velocity distribution and a uniform temperature distribution is applied from above the laser beams LBY1, LBY2, LBX1, and LBX2 to the floor surface on which the projection exposure apparatus is installed. Downflow air conditioning is performed by collecting the air and the like on the floor surface. Thereby, the laser interferometer 2
In 4X and 24Y, there is an advantage that the influence of air fluctuation on the optical path of the laser beam is reduced and the measurement accuracy of the position, the rotation angle, and the like of the sample table 21 is improved.

【0073】また、図7(a)において、試料台21は
セラミックスより形成され、移動鏡24mY(24mX
も同様)も試料台21と同じ材質のセラミックスより形
成されている。そして、移動鏡24mYは不図示の固定
用のねじを介して試料台21の側面に固定されている。
ところが、ウエハWは試料台21上にウエハホルダ20
を介して保持されているため、ウエハWの位置とレーザ
干渉計24YからのレーザビームLBY1,LBY2の
光軸の位置とはZ方向にずれている。そのため、試料台
21にピッチング等が生ずると、所謂アッベ誤差によっ
てレーザ干渉計24Yで計測されるY座標と、試料台2
1(より正確にはウエハW)の実際のY座標との間に位
置ずれ量ΔYが生ずる。そこで、本例では、レーザビー
ムLBY1,LBY2に対してZ方向にずれた位置を通
過するレーザビームLBY3を使用して、レーザビーム
LBY1,LBY2により計測されるY座標の平均値
(Y1+Y2)/2と、レーザビームLBY3により計
測されるY座標Y3との差分より試料台21のX軸の周
りでの傾斜角Δθを算出する。そして、その傾斜角Δθ
に基づいてレーザビームLBY1,LBY2により計測
されるY座標の平均値を補正することによって、ウエハ
Wの高さとレーザビームLBY1,LBY2の高さとが
異なることに起因するアッベ誤差を補正している。
In FIG. 7A, the sample stage 21 is formed of ceramics and has a movable mirror 24 mY (24 mX
Is also formed of ceramics of the same material as the sample table 21. The movable mirror 24mY is fixed to a side surface of the sample table 21 via fixing screws (not shown).
However, the wafer W is placed on the sample stage 21 by the wafer holder 20.
, The position of the wafer W and the position of the optical axis of the laser beams LBY1 and LBY2 from the laser interferometer 24Y are shifted in the Z direction. Therefore, when pitching or the like occurs on the sample stage 21, the Y coordinate measured by the laser interferometer 24Y due to the so-called Abbe error and the sample stage 2
1 (more precisely, the wafer W) has a displacement amount ΔY between the actual Y coordinate. Therefore, in this example, the average value (Y1 + Y2) / 2 of the Y coordinate measured by the laser beams LBY1 and LBY2 is used by using the laser beam LBY3 passing through the position shifted in the Z direction with respect to the laser beams LBY1 and LBY2. And the Y-coordinate Y3 measured by the laser beam LBY3, the inclination angle Δθ of the sample table 21 around the X axis is calculated. And the inclination angle Δθ
, The average value of the Y coordinate measured by the laser beams LBY1 and LBY2 is corrected, thereby correcting the Abbe error caused by the difference between the height of the wafer W and the heights of the laser beams LBY1 and LBY2.

【0074】同様に、X軸のレーザ干渉計24Xについ
ても、3軸目のレーザビームの計測値を用いることによ
って、レーザビームLBX1,LBX2による計測値に
混入しているアッベ誤差を補正している。このように試
料台21の側面に移動鏡24mY,24mXを取り付け
る方法を採用することで、図6に示すように、移動鏡2
4mY,24mX上の空間を例えばウエハホルダ20の
端部を配置する等で有効利用できる。この結果、試料台
21の全体を小さくし、且つ軽量化できるので、ウエハ
Wの走査時及び位置決め時の制御性が向上している。
Similarly, also for the X-axis laser interferometer 24X, the Abbe error mixed in the measured values of the laser beams LBX1 and LBX2 is corrected by using the measured value of the laser beam on the third axis. . By adopting the method of attaching the movable mirrors 24mY and 24mX to the side surfaces of the sample table 21 as described above, as shown in FIG.
The space on 4 mY and 24 mX can be used effectively, for example, by arranging the end of the wafer holder 20. As a result, the entire sample stage 21 can be reduced in size and weight, so that controllability during scanning and positioning of the wafer W is improved.

【0075】更に、セラミックスの複雑な加工は時間を
要し、製造コストが非常に高くなる。これに対して、本
例では、面精度を必要とする移動鏡24mY,24mX
と試料台21とを同じ材質でありながら分けて製造した
後に結合することで、個々の部品の形状を単純化して、
全体として製造コストを低減させている。また、温度管
理が難しい場合、剛性は落ちるがガラスセラミックス
(例えばショット社製の商品名ゼロデュアが使用可能)
等の線膨張率の小さい材料をセラミックスの代わりに用
いてもよい。
Further, complicated processing of ceramics requires time, and the production cost is extremely high. On the other hand, in this example, the movable mirrors 24mY and 24mX which require surface accuracy
And the sample table 21 are manufactured separately while being made of the same material, and then combined to simplify the shape of each part,
Overall, manufacturing costs are reduced. If the temperature control is difficult, the rigidity is reduced but glass ceramics (for example, Zerodur (trade name, manufactured by Shot) can be used)
A material having a small coefficient of linear expansion such as the above may be used instead of ceramics.

【0076】次に、図8及び図9を参照して、本例のレ
チクルR側のアライメント系30、レチクルRに形成さ
れたアライメントマーク(レチクルマーク)、及び対応
する基準マークの構成、並びにそれらを用いたレチクル
Rのアライメント動作の一例につき説明する。図8は、
図1の第3照明系14、及びアライメント系30からウ
エハステージ22までの部材をY方向に見た側面図であ
り、この図8において、レチクルRのパターン面のパタ
ーン領域をX方向に挟むように、それぞれ例えば十字型
の2次元マークよりなる4対のレチクルマークが形成さ
れている。そして、試料台21上の基準マーク部材FM
の表面には、それら4対のレチクルマークを投影倍率で
縮小した配列で4対の基準マークが形成されており、基
準マーク部材FMの表面は、ウエハWの表面と同じ高さ
に設定されている。本例の基準マークは、一例として光
透過性の基板上に形成された反射性の十字型の2次元パ
ターンである。
Next, with reference to FIGS. 8 and 9, the configuration of the alignment system 30 on the reticle R side, the alignment marks (reticle marks) formed on the reticle R, and the corresponding reference marks in the present embodiment, and An example of the alignment operation of the reticle R using the method will be described. FIG.
FIG. 9 is a side view of a member from the third illumination system 14 and the alignment system 30 to the wafer stage 22 in FIG. 1 when viewed in the Y direction. In FIG. Are formed, for example, four pairs of reticle marks each composed of a cross-shaped two-dimensional mark. Then, the reference mark member FM on the sample table 21
Are formed with four pairs of reticle marks in an array in which the four pairs of reticle marks are reduced by the projection magnification. The surface of the reference mark member FM is set at the same height as the surface of the wafer W. I have. The reference mark of this example is, for example, a reflective cross-shaped two-dimensional pattern formed on a light transmissive substrate.

【0077】図9は、図8中の基準マーク部材FM、及
びレチクルRの投影像RPの一部を重ねた状態を示す拡
大平面図であり、この図9において、基準マーク部材F
M上にはY方向に所定間隔で第1の1対の基準マーク1
14A,114E、第2の1対の基準マーク114B,
114F、第3の1対の基準マーク114C,114
G、及び第4の1対の基準マーク114D,114Hが
形成されている。また、図9において、レチクルRの投
影像RPの中央部にパターン領域の像PAPが投影さ
れ、この像PAPの両側にY方向に所定間隔で第1の1
対のレチクルマーク像113AP,113EP、第2の
1対のレチクルマーク像113BP,113FP、第3
の1対のレチクルマーク像113CP,113GP、及
び第4の1対のレチクルマーク像113DP,113H
Pが投影されている。図8では、図9の1対の基準マー
ク114D,114H、及びレチクルマーク像113D
P,113HPに対応するレチクルマーク113D,1
13Hが現れている。
FIG. 9 is an enlarged plan view showing a state in which the reference mark member FM in FIG. 8 and a part of the projection image RP of the reticle R are superimposed.
On M, a first pair of fiducial marks 1 at predetermined intervals in the Y direction
14A, 114E, a second pair of fiducial marks 114B,
114F, third pair of fiducial marks 114C, 114
G and a fourth pair of reference marks 114D and 114H are formed. In FIG. 9, an image PAP of the pattern area is projected onto the center of the projected image RP of the reticle R, and the first image PAP is provided on both sides of this image PAP at predetermined intervals in the Y direction.
Pair of reticle mark images 113AP and 113EP, second pair of reticle mark images 113BP and 113FP, third
Pair of reticle mark images 113CP and 113GP, and a fourth pair of reticle mark images 113DP and 113H.
P is projected. 8, a pair of reference marks 114D and 114H and a reticle mark image 113D of FIG.
Reticle mark 113D, 1 corresponding to P, 113HP
13H has appeared.

【0078】本例でレチクルRのアライメントを行う場
合には、先ず図9に示すように、矩形の露光領域16内
に基準マーク部材FM上の基準マーク114D,114
Hが設定され、基準マーク114D,114Hにレチク
ルマーク像113DP,113HPがほぼ重なるように
レチクルRの位置決めが行われる。この状態で、図8に
示すように、第3照明系14からレチクルRに向かう照
明光ILR,ILLの光路にアライメント系30の1対
のハーフプリズム101R,101Lが挿入される。な
お、通常の露光時にはハーフプリズム101R,101
Lは、光路外に退避している。
When aligning the reticle R in this embodiment, first, as shown in FIG. 9, the reference marks 114D, 114 on the reference mark member FM are placed in the rectangular exposure area 16.
H is set, and the reticle R is positioned so that the reticle mark images 113DP and 113HP substantially overlap the reference marks 114D and 114H. In this state, as shown in FIG. 8, a pair of half prisms 101R, 101L of the alignment system 30 is inserted into the optical path of the illumination light ILR, ILL from the third illumination system 14 toward the reticle R. During normal exposure, the half prisms 101R, 101R
L is retracted outside the optical path.

【0079】そして、第3照明系14からの一方の照明
光ILRは、ハーフプリズム101Rを透過してレチク
ルR上のレチクルマーク113Dに照射され、レチクル
マーク113Dで反射された照明光は、ハーフプリズム
101Rに戻る。また、レチクルマーク113Dの周囲
を透過した照明光ILRは、投影光学系PLを介して基
準マーク部材FM上の基準マーク114Dを照明し、基
準マーク114Dからの反射光は、投影光学系PL、及
びレチクルRを経てハーフプリズム101Rに戻る。レ
チクルマーク113D及び基準マーク114Dからの反
射光は、ハーフプリズム101Rで反射された後、リレ
ーレンズ102R及び103Rを介してCCD型等の2
次元の撮像素子104Rの撮像面に、レチクルマーク1
13D及び基準マーク114Dの像を形成する。撮像素
子104Rの撮像信号はレチクルアライメント装置31
に供給され、レチクルアライメント装置31は、その撮
像信号を処理して基準マーク114Dに対するレチクル
マーク113Dの投影像のX方向、Y方向への位置ずれ
量を算出する。
Then, one of the illumination lights ILR from the third illumination system 14 is transmitted through the half prism 101R and applied to the reticle mark 113D on the reticle R, and the illumination light reflected by the reticle mark 113D is applied to the half prism 101R. Return to 101R. Further, the illumination light ILR transmitted around the reticle mark 113D illuminates the reference mark 114D on the reference mark member FM via the projection optical system PL, and the reflected light from the reference mark 114D is reflected by the projection optical system PL and The light returns to the half prism 101R via the reticle R. The reflected light from the reticle mark 113D and the reference mark 114D is reflected by the half prism 101R, and then transmitted through the relay lenses 102R and 103R to the CCD type 2D.
The reticle mark 1 is provided on the imaging surface of the three-dimensional imaging device 104R.
An image of 13D and the reference mark 114D is formed. The image pickup signal of the image pickup device 104R is transmitted to the reticle alignment device 31.
And the reticle alignment device 31 processes the image signal to calculate the amount of displacement in the X and Y directions of the projected image of the reticle mark 113D with respect to the reference mark 114D.

【0080】同様に、他方の照明光ILLが入射するハ
ーフプリズム101L側にも、リレーレンズ102L,
103L、及び撮像素子104Lが設けられ、撮像信号
104Lの撮像信号もレチクルアライメント装置31に
供給され、レチクルアライメント装置31はその撮像信
号より基準マーク114Hに対するレチクルマーク11
3Hの投影像のX方向、Y方向への位置ずれ量を算出す
る。本例では、ハーフプリズム101R,101L、リ
レーレンズ102R,103R、リレーレンズ102
L,103L、及び撮像素子104R,104Lよりア
ライメント系30が構成されている。そして、基準マー
ク114D,114Hに対するレチクルマーク113
D,113Hの投影像の位置ずれ量は図1の主制御装置
7に供給される。
Similarly, on the half prism 101L side on which the other illumination light ILL enters, the relay lens 102L,
103L and an image sensor 104L are provided, and an image signal of the image signal 104L is also supplied to the reticle alignment device 31.
The amount of displacement of the 3H projection image in the X and Y directions is calculated. In this example, the half prisms 101R and 101L, the relay lenses 102R and 103R, the relay lens 102
L, 103L and the imaging elements 104R, 104L constitute the alignment system 30. Then, reticle mark 113 with respect to reference marks 114D and 114H.
The positional deviation amounts of the projected images D and 113H are supplied to the main controller 7 in FIG.

【0081】また、本例のレチクルアライメントには、
レチクルを交換する際、又はレチクルが照明光の照射に
よる熱変形等により位置ずれを起こした場合に高精度に
位置ずれ量を計測するための「ファインモード」と、ウ
エハ交換時、又はウエハ交換前後でレチクルの位置を確
認するための「クイックモード」とが用意されている。
クイックモードでのアライメントを「インターバルアラ
イメント」とも呼ぶ。前者のファインモードでは、図8
の状態で1対のレチクルマーク113D,113Hの像
の位置ずれ量が計測された後、基準マーク部材FMとレ
チクルRとを投影倍率比でY方向に同期して移動するこ
とによって、順次図9の他の3対の基準マーク114
C,114G〜114A,114Eに対するレチクルマ
ーク像113CP,113GP〜113AP,113E
Pの位置ずれ量を計測する。そして、主制御装置7は、
これら4対のレチクルマークの位置ずれ量から、基準マ
ーク部材FMひいてはウエハステージ22に対するレチ
クルRの投影像の位置ずれ量のオフセット、回転角、デ
ィストーション、及び走査方向の角度ずれ等を算出し、
その位置ずれ量が最小になるようにステージ制御装置1
3を介してレチクルRの位置を補正し、そのディストー
ションが最小になるように投影光学系PLの結像特性を
補正すると共に、走査露光時のレチクルRの走査方向を
補正する。
In the reticle alignment of this embodiment,
"Fine mode" to measure the amount of misalignment with high accuracy when replacing the reticle, or when the reticle is misaligned due to thermal deformation due to irradiation of illumination light, etc. A "quick mode" for checking the position of the reticle is provided.
The alignment in the quick mode is also called “interval alignment”. In the former fine mode, FIG.
After the positional deviation of the image of the pair of reticle marks 113D and 113H is measured in the state shown in FIG. 9, the reference mark member FM and the reticle R are moved in synchronization with each other in the Y direction at the projection magnification ratio. Other three pairs of fiducial marks 114
C, reticle mark images 113CP, 113GP to 113AP, 113E for 114G to 114A, 114E
The displacement amount of P is measured. And the main control device 7
From the positional deviation amounts of these four pairs of reticle marks, the offset, the rotation angle, the distortion, the angular deviation in the scanning direction, and the like of the positional deviation amount of the projected image of the reticle R with respect to the reference mark member FM, and thus the wafer stage 22, are calculated.
The stage control device 1 is designed to minimize the displacement.
3, the position of the reticle R is corrected, the image forming characteristic of the projection optical system PL is corrected so as to minimize the distortion, and the scanning direction of the reticle R at the time of scanning exposure is corrected.

【0082】一方、後者のクイックモードでは、図8に
示すように、1対の基準マーク114D,114Hに対
するレチクルマーク113D,113Hの像の2次元的
な位置ずれ量のみが計測され、この計測結果から求めら
れるレチクルRのオフセット、及び回転角のみが補正さ
れる。このクイックモードを用いれば、ウエハ交換時の
ような短い時間にレチクルRの位置ずれ量のアライメン
トを行うことができるため、露光工程のスループットを
低下させることなく、十分なアライメント性能を維持す
ることができる。なお、これらのアライメント動作は、
特開平7−176468号公報により詳しく記載されて
いる。
On the other hand, in the latter quick mode, as shown in FIG. 8, only the two-dimensional positional shift amounts of the images of the reticle marks 113D and 113H with respect to the pair of reference marks 114D and 114H are measured. Only the offset and the rotation angle of the reticle R obtained from are corrected. By using this quick mode, alignment of the amount of misalignment of the reticle R can be performed in a short time such as when exchanging a wafer, so that sufficient alignment performance can be maintained without lowering the throughput of the exposure process. it can. Note that these alignment operations are
This is described in more detail in JP-A-7-176468.

【0083】また、上記のレチクルRのアライメント時
には図1のウエハ側のアライメントセンサ28のベース
ライン量の計測も行われる。即ち、図9において、基準
マーク部材FM上には基準マーク114D,114H等
に対して所定の位置関係でウエハ用の基準マーク(不図
示)も形成されており、レチクル側のアライメント系3
0を介してレチクルマークの位置ずれ量を計測する際
に、アライメントセンサ28を介してそのウエハ用の基
準マークの位置ずれ量を計測することで、アライメント
センサ28のベースライン量が計測される。
At the time of the alignment of the reticle R, the baseline amount of the alignment sensor 28 on the wafer side in FIG. 1 is also measured. That is, in FIG. 9, a reference mark (not shown) for a wafer is also formed on the reference mark member FM in a predetermined positional relationship with respect to the reference marks 114D, 114H and the like.
When measuring the position shift amount of the reticle mark via 0, the base line amount of the alignment sensor 28 is measured by measuring the position shift amount of the reference mark for the wafer via the alignment sensor 28.

【0084】次に、本例の投影光学系PLの透過率の測
定系の構成、及びその透過率の測定動作の一例につき図
9〜図11を参照して説明する。本例では、上述のクイ
ックモードでレチクルRのアライメントを行う際に、同
時に照明光ILに対する投影光学系PLの透過率を計測
する。なお、レチクルRがロードされている場合には、
その投影光学系PLの透過率は、レチクルR及びインテ
グレータセンサ9(ビームスプリッタ8)より後の照明
光学系の透過率を含んでいる。また、クイックモードは
ファインモードの一部であるため、ファインモードでア
ライメントを行う際にも当然に投影光学系PLの透過率
を計測できる。
Next, an example of the configuration of the transmittance measuring system of the projection optical system PL of this embodiment and an example of the transmittance measuring operation will be described with reference to FIGS. In this example, when the reticle R is aligned in the above-described quick mode, the transmittance of the projection optical system PL with respect to the illumination light IL is measured at the same time. When the reticle R is loaded,
The transmittance of the projection optical system PL includes the transmittance of the illumination optical system after the reticle R and the integrator sensor 9 (beam splitter 8). Further, since the quick mode is a part of the fine mode, the transmittance of the projection optical system PL can be naturally measured even when performing alignment in the fine mode.

【0085】この場合、投影光学系PLに入射する照明
光ILの光量(パルスエネルギー)は、図1のインテグ
レータセンサ9の検出信号より計測できる。そして、投
影光学系PLを透過した照明光ILの光量を計測するた
めに、図9に示すように、基準マーク部材FM上でクイ
ックモードで使用される基準マーク114D,114H
の間の遮光膜中に、ピンホール状の開口パターンよりな
る窓部105が形成されている。クイックモード(イン
ターバルアライメント)時には、基準マーク114D,
114Hが露光領域16内に収まるため、それらの間の
窓部105にも照明光ILが照射される。
In this case, the light quantity (pulse energy) of the illumination light IL incident on the projection optical system PL can be measured from the detection signal of the integrator sensor 9 in FIG. Then, as shown in FIG. 9, the reference marks 114D and 114H used in the quick mode on the reference mark member FM to measure the amount of the illumination light IL transmitted through the projection optical system PL.
A window 105 formed of a pinhole-shaped opening pattern is formed in the light-shielding film therebetween. In the quick mode (interval alignment), the reference marks 114D,
Since 114H falls within the exposure region 16, the window 105 between them is also irradiated with the illumination light IL.

【0086】図10は、その基準マーク部材FM上の窓
部105を通過した光量を計測するための計測系を示
し、この図10において、窓部105を通過した照明光
は、試料台21の内部でレンズ106を介して平行光束
となる。この平行光束は、ミラー107で反射された
後、レンズ108及び109を経て再び平行光束となっ
て光ファイバ110の一端に入射する。この光ファイバ
110の他端は、投影露光装置の本体部から離れた位置
に設置され、その他端から射出された照明光は、レンズ
111によってフォトマルチプライア等の光電検出器1
12に集光され、光電検出器112の検出信号は露光制
御装置1内の透過率演算部1bに供給されている。光電
検出器112はウエハステージから離れた位置にあるた
め、光電検出器112の発熱の影響がウエハステージに
及ばないようになっている。窓部105、及び光電検出
器112が本発明の第1検出器、又は光検出器に対応し
ており、窓部105はその第1検出器(光検出器)の受
光面に対応している。
FIG. 10 shows a measuring system for measuring the amount of light passing through the window 105 on the reference mark member FM. In FIG. Inside, it becomes a parallel light beam via the lens 106. After being reflected by the mirror 107, the parallel light flux passes through the lenses 108 and 109 to become a parallel light flux again and is incident on one end of the optical fiber 110. The other end of the optical fiber 110 is installed at a position distant from the main body of the projection exposure apparatus, and the illumination light emitted from the other end is transmitted to the photoelectric detector 1
The light is condensed at 12, and the detection signal of the photoelectric detector 112 is supplied to a transmittance calculator 1b in the exposure controller 1. Since the photoelectric detector 112 is located at a position distant from the wafer stage, the influence of heat generated by the photoelectric detector 112 does not affect the wafer stage. The window 105 and the photoelectric detector 112 correspond to the first detector or the photodetector of the present invention, and the window 105 corresponds to the light receiving surface of the first detector (photodetector). .

【0087】露光制御装置1内には、露光量の制御を行
う露光量制御部1aも設置され、露光量制御部1a及び
透過率演算部1bに図1のインテグレータセンサ9の検
出信号が供給されている。露光量制御部1aには、主制
御装置7よりウエハステージの走査速度の情報等も供給
されている。本例では、例えば組立調整時に照度計等を
用いて計測した投影光学系PLの透過率に応じて、光電
検出器112の検出信号をインテグレータセンサ9の検
出信号で除算して得られる値をその透過率に換算するた
めの変換係数が求められ、この変換係数が透過率演算部
1b内に記憶してある。そして、例えばクイックモード
でアライメントを行う場合に、透過率演算部1bでは、
光電検出器112の検出信号をインテグレータセンサ9
の検出信号で除算して得られる値に、その記憶してある
変換係数を乗ずることによって投影光学系PLの実際の
透過率を更新し、更新された透過率を露光量演算部1a
に供給する。
An exposure controller 1a for controlling the exposure is also provided in the exposure controller 1, and the detection signal of the integrator sensor 9 of FIG. 1 is supplied to the exposure controller 1a and the transmittance calculator 1b. ing. The exposure controller 1a is also supplied with information on the scanning speed of the wafer stage from the main controller 7. In this example, for example, a value obtained by dividing the detection signal of the photoelectric detector 112 by the detection signal of the integrator sensor 9 according to the transmittance of the projection optical system PL measured using an illuminometer or the like at the time of assembly adjustment is calculated. A conversion coefficient for conversion into transmittance is obtained, and the conversion coefficient is stored in the transmittance calculator 1b. Then, for example, when performing alignment in the quick mode, the transmittance calculation unit 1b
The detection signal of the photoelectric detector 112 is transmitted to the integrator sensor 9.
The actual transmittance of the projection optical system PL is updated by multiplying a value obtained by dividing the detection signal by the detected conversion coefficient by the stored conversion coefficient, and the updated transmittance is used as an exposure amount calculation unit 1a.
To supply.

【0088】露光量演算部1bでは、算出された透過
率、及び予め求められている所定の変換係数(透過率が
100%の場合にインテグレータセンサ9の検出信号か
らウエハW上での照度を求める係数)をインテグレータ
センサ9の検出信号に乗ずることによって投影光学系P
Lの露光領域での実際の照度(本例では単位時間当たり
のパルスエネルギー密度)を算出し、この照度が走査速
度、露光領域16の走査方向の幅、及びレジスト感度等
に応じた所定の目標値に維持されるように図1のエキシ
マレーザ光源2の出力、及び切り換え装置6の動作を制
御する。これによって、ArFエキシマレーザ光の使用
によって次第に投影光学系PLの透過率が変動する場合
であっても、ウエハW上の各点で常に目標とする露光量
が得られる。
The exposure calculating section 1b calculates the illuminance on the wafer W from the calculated transmittance and a predetermined conversion coefficient (the transmittance is 100%, the detection signal of the integrator sensor 9 when the transmittance is 100%). Is multiplied by the detection signal of the integrator sensor 9 to obtain the projection optical system P.
The actual illuminance (pulse energy density per unit time in this example) in the exposure area L is calculated, and this illuminance is a predetermined target according to the scanning speed, the width of the exposure area 16 in the scanning direction, the resist sensitivity, and the like. The output of the excimer laser light source 2 of FIG. 1 and the operation of the switching device 6 are controlled so as to be maintained at the values. Thus, even when the transmittance of the projection optical system PL gradually changes due to the use of the ArF excimer laser light, a target exposure amount is always obtained at each point on the wafer W.

【0089】また、本例ではレンズ106から光電検出
器112までの計測系もArFエキシマレーザ光が通過
するため、大きな光束を受光すると、例えば異物の揮
発、又は曇り物質の付着等によって透過率が次第に変化
する恐れがある。それを避けるため、本例ではピンホー
ル状の窓部105を通過した小さい光量の照明光を、更
に拡大して単位面積当たりの光量を小さくしている。更
に、投影光学系PLの透過率を計測する時間、本例では
例えばクイックモードでレチクルマークの位置ずれ量を
計測する時間をできるだけ短縮することによって、その
計測系での透過率の変動量は極めて小さく抑えられてい
る。
In this example, since the measurement system from the lens 106 to the photoelectric detector 112 also passes ArF excimer laser light, when a large light beam is received, the transmittance is reduced due to, for example, volatilization of foreign matter or adhesion of a cloudy substance. May change over time. In order to avoid this, in this example, the small amount of illumination light passing through the pinhole-shaped window 105 is further enlarged to reduce the amount of light per unit area. Further, the time for measuring the transmittance of the projection optical system PL, in this example, for example, the time for measuring the amount of positional deviation of the reticle mark in the quick mode is shortened as much as possible, so that the amount of change in the transmittance in the measurement system is extremely small. It is kept small.

【0090】なお、図1において、ウエハWが小さい場
合には、ウエハ交換時等にクイックモードでレチクルR
のアライメントを行うのと同時に投影光学系PLを透過
した光量を計測するだけで、その投影光学系PLの透過
率の変動に追従できる。しかしながら、ウエハWが大型
化するにつれて露光時間が長くなるため、ウエハ1枚当
たりの露光時に発生する投影光学系PLの透過率変動量
も無視できなくなってくることがある。このような場
合、予め投影光学系の透過率変動量と照明光の照射量と
の関係(照射履歴)を計測して、露光量制御部1a内に
記憶しておき、その照射履歴に合わせてオープンループ
方式でインテグレータセンサ9の検出信号に乗ずる透過
率を補正することが望ましい。
In FIG. 1, when the wafer W is small, the reticle R
The fluctuation of the transmittance of the projection optical system PL can be tracked only by measuring the amount of light transmitted through the projection optical system PL at the same time as performing the alignment. However, since the exposure time becomes longer as the size of the wafer W increases, the amount of change in the transmittance of the projection optical system PL that occurs during exposure per wafer may not be negligible. In such a case, the relationship (irradiation history) between the transmittance variation amount of the projection optical system and the irradiation amount of the illumination light is measured in advance and stored in the exposure amount control unit 1a, and the measurement is performed in accordance with the irradiation history. It is desirable to correct the transmittance multiplied by the detection signal of the integrator sensor 9 by the open loop method.

【0091】投影光学系PLの透過率の変動量を求める
際には、照明光の照度はほぼ一定とみなせるため、その
投影光学系PLの透過率は、例えば照明光の照射時間t
の関数(マップ)として表すことができる。図11
(a)は、その照射時間tの関数として投影光学系PL
の透過率CTをプロットしたものであり、この図11
(a)において、点線の曲線C1は実際の変動量を表
し、実線の曲線C2は予め記憶されている予測される変
動量を表している。予め計測したときの計測再現性が悪
い場合や、透過率変動の再現性が悪い場合等には、その
ように2つの曲線C1,C2が次第に離れていくことに
なる。
When calculating the amount of change in the transmittance of the projection optical system PL, the illuminance of the illumination light can be considered to be substantially constant.
(Map). FIG.
(A) shows the projection optical system PL as a function of the irradiation time t.
FIG. 11 is a plot of the transmittance CT of FIG.
In (a), the dotted curve C1 represents the actual variation, and the solid curve C2 represents the predicted variation stored in advance. When the measurement reproducibility at the time of measurement in advance is poor, or when the reproducibility of the transmittance fluctuation is poor, the two curves C1 and C2 gradually separate from each other.

【0092】但し、本例では例えばクイックモードでア
ライメントを行う毎にその透過率CTが更新されている
ため、その実際の透過率と予測される透過率との差は小
さくなる。即ち、図11(b)は、本例においてクイッ
クモード時にほぼ定期的に投影光学系PLの透過率CP
を更新する場合に、照射時間tの関数としてその透過率
CTをプロットしたものであり、この図11(b)にお
いて、点線の曲線C1は実際の変動量を表し、実線の折
れ線C3は図11(a)の曲線C2を補正した透過率C
Tの変動量を表している。この場合、時点t1,t2,
…,t5において、投影光学系PLの透過率CTの計測
が行われ、この計測結果に応じて図11(a)の曲線C
2に段階的に徐々にずれるドリフト成分を加えた曲線が
折れ線C3となっている。このように本例のほぼ定期的
な透過率計測を行うことによって、計測時点間でも透過
率の予測精度が高まっている。
However, in this example, since the transmittance CT is updated each time alignment is performed in the quick mode, for example, the difference between the actual transmittance and the predicted transmittance becomes smaller. That is, FIG. 11B shows the transmittance CP of the projection optical system PL almost regularly in the quick mode in this example.
11 is plotted with the transmittance CT as a function of the irradiation time t. In FIG. 11B, the dotted curve C1 represents the actual amount of change, and the solid line C3 is the curve shown in FIG. Transmittance C corrected for curve C2 in (a)
It represents the variation of T. In this case, time points t1, t2,
.., T5, the transmittance CT of the projection optical system PL is measured, and the curve C in FIG.
A curve obtained by adding a drift component that gradually shifts to step 2 is a polygonal line C3. As described above, by performing the transmittance measurement substantially regularly, the accuracy of the transmittance prediction is increased even between the measurement times.

【0093】また、そのほぼ定期的な透過率計測の間隔
は、実際の透過率CTを表す曲線C1の形状に応じて変
化させることが望ましい。即ち、時点t4付近のように
曲線C1の変化量が大きい区間では、例えば1枚のウエ
ハを交換する毎に短い間隔で透過率の計測(更新)を行
い、時点t1付近のように曲線C1の変化量が小さい区
間では、例えば2枚のウエハが交換される毎に長い間隔
で透過率の計測(更新)を行うことで、スループットの
低下が抑えられる。
Further, it is desirable that the interval of the substantially regular transmittance measurement be changed in accordance with the shape of the curve C1 representing the actual transmittance CT. That is, in a section where the amount of change of the curve C1 is large, such as near the time point t4, for example, the transmittance is measured (updated) at short intervals every time one wafer is replaced, and the curve C1 is changed as shown near the time point t1. In a section where the amount of change is small, for example, the transmittance is measured (updated) at a long interval every time two wafers are exchanged, thereby suppressing a decrease in throughput.

【0094】また、図10のように基準マーク114
D,114H等の位置計測を行うか、又は投影光学系P
Lの透過率を計測する際には、露光用の照明光とは別の
検出光を使用する方法も考えられる。しかし、このよう
に透過率等を計測するための検出光と、露光用の照明光
とが別であると、検出光の開口数(ひいてはコヒーレン
スファクタであるσ値)と露光用の照明光の開口数(σ
値)との不一致によって、計測される透過率等が露光用
の照明光のもとでの値と異なる恐れもある。また、透過
率等を計測するための計測系の開口数不足の問題等もあ
る。これに対して、本例によれば、露光用の照明光IL
がそのまま検出光として使用されるため、計測対象のマ
ークの位置ずれ量、及び投影光学系PLの透過率を高精
度に計測できる。
Further, as shown in FIG.
D, 114H, etc., or the projection optical system P
When measuring the transmittance of L, a method of using detection light different from illumination light for exposure may be considered. However, if the detection light for measuring the transmittance or the like and the illumination light for exposure are different, the numerical aperture of the detection light (and, consequently, the σ value which is a coherence factor) and the illumination light for exposure are different. Numerical aperture (σ
Value), the measured transmittance or the like may be different from the value under the illumination light for exposure. In addition, there is a problem that the numerical aperture of the measurement system for measuring the transmittance or the like is insufficient. On the other hand, according to this example, the illumination light IL for exposure is used.
Is used as it is as the detection light, so that the amount of displacement of the mark to be measured and the transmittance of the projection optical system PL can be measured with high accuracy.

【0095】なお、上記のように投影光学系PLの透過
率に応じて照度を変えるためには、エキシマレーザ光源
2の出力(パルスエネルギー)や発振周波数、及び光量
可変機構等を制御する他に、投影光学系PLの露光領域
16の走査方向の幅(照明視野絞り系11の固定ブライ
ンドの幅)、又はウエハWの走査速度等を変化させるよ
うにしてもよい。即ち、照明光ILのウエハW上でのパ
ワー(パルスエネルギー)、パルス発振周波数、露光領
域16の走査方向の幅、及びウエハWの走査速度の少な
くとも1つを調整すればよい。
In order to change the illuminance according to the transmittance of the projection optical system PL as described above, in addition to controlling the output (pulse energy) and oscillation frequency of the excimer laser light source 2, the oscillation frequency, and the light amount variable mechanism, etc. Alternatively, the width of the exposure area 16 of the projection optical system PL in the scanning direction (the width of the fixed blind of the illumination field stop system 11) or the scanning speed of the wafer W may be changed. That is, at least one of the power (pulse energy) of the illumination light IL on the wafer W, the pulse oscillation frequency, the width of the exposure region 16 in the scanning direction, and the scanning speed of the wafer W may be adjusted.

【0096】また、図10において、ピンホール状の窓
部105をX方向の各位置で投影光学系PLの露光領域
をY方向に横切るように移動して、光電検出器112の
検出信号を積算することによって、ウエハW上の各点で
の積算露光量を予測することができる。その積算露光量
が各点で一定となるように照明視野絞り系11の固定ブ
ラインドの形状を変化させることで、照明光ILの照射
に依って起こる投影光学系PLの透過率の変化に基づい
た照度むらを補正できる。
In FIG. 10, the pinhole-shaped window 105 is moved at each position in the X direction so as to cross the exposure area of the projection optical system PL in the Y direction, and the detection signals of the photoelectric detector 112 are integrated. By doing so, the integrated exposure amount at each point on the wafer W can be predicted. By changing the shape of the fixed blind of the illumination field stop system 11 so that the integrated exposure amount becomes constant at each point, a change in the transmittance of the projection optical system PL caused by the irradiation of the illumination light IL is obtained. Illumination unevenness can be corrected.

【0097】更に、主制御装置7は、図8のレチクル側
のアライメント系30、及びレチクルアライメント装置
31を介して検出されるレチクルマーク像の位置ずれ
量、及びそのレチクルマーク像のコントラスト等に基づ
いて、投影光学系PLの透過率変化によるその結像特性
の変化量を検出することができる。そして、主制御装置
7は、その検出された結像特性の変化量を相殺するよう
に図2の結像特性補正装置51を制御することで、投影
光学系PLの結像特性を一定の状態に維持することがで
きる。本例で検出できる投影光学系PLの結像特性は、
倍率誤差、ディストーション、焦点位置、非点収差、コ
マ収差、像面湾曲、球面収差の少なくとも1つである。
なお、焦点位置や像面湾曲の変動はフォーカス・チルト
制御装置27によって試料台21(ウエハW)の高さや
傾斜角を制御することでも調整することができる。
Further, main controller 7 determines the amount of displacement of the reticle mark image detected via reticle-side alignment system 30 and reticle alignment device 31 in FIG. 8 and the contrast of the reticle mark image. Thus, it is possible to detect the amount of change in the imaging characteristics due to the change in the transmittance of the projection optical system PL. Then, main controller 7 controls imaging characteristic correcting device 51 in FIG. 2 so as to cancel the detected change amount of the imaging characteristic, so that the imaging characteristic of projection optical system PL is kept in a constant state. Can be maintained. The imaging characteristics of the projection optical system PL that can be detected in this example are:
It is at least one of magnification error, distortion, focal position, astigmatism, coma, field curvature, and spherical aberration.
The change in the focal position and the curvature of field can also be adjusted by controlling the height and the inclination angle of the sample table 21 (wafer W) by the focus / tilt control device 27.

【0098】なお、上述の実施の形態のオフ・アクシス
方式のアライメントセンサ28は撮像方式(FIA方
式)であるが、それ以外に、スリット状のレーザビーム
とドット列状のウエハマークとを相対走査するレーザ・
ステップ・アライメント(LSA)方式や、回折格子状
のウエハマークに対して可干渉な2光束を照射して、そ
のウエハマークから同一方向に発生する1対の回折光よ
りなる干渉光の位相に基づいて位置検出を行う2光束干
渉方式(LIA方式)等のアライメントセンサを使用し
てもよい。また、上述の実施の形態では、投影光学系P
L内の光学系を駆動して結像特性を補正しているが、そ
の代わりに、投影光学系PL内の所定のレンズ間の気体
の圧力の可変機構、又は温度可変機構を用いて結像特性
を補正してもよい。
The off-axis type alignment sensor 28 of the above-described embodiment is of the image pickup type (FIA type). In addition, a slit-shaped laser beam and a dot array-shaped wafer mark are relatively scanned. Laser
A step alignment (LSA) method or a method of irradiating a diffraction grating wafer mark with two coherent light beams and based on the phase of interference light consisting of a pair of diffracted lights generated in the same direction from the wafer mark. Alternatively, an alignment sensor such as a two-beam interference method (LIA method) that performs position detection by using a method may be used. In the above embodiment, the projection optical system P
The optical system in L is driven to correct the imaging characteristics. Instead, the image is formed using a variable mechanism of the gas pressure between predetermined lenses in the projection optical system PL or a variable temperature mechanism. The characteristics may be corrected.

【0099】また、上述の実施の形態ではレチクルR上
の照明領域15の形状は矩形であるが、その照明領域が
円弧状の場合でも本発明が適用できる。但し、本例のよ
うに照明領域15の形状が有効照明視野にほぼ内接する
矩形である場合には、レチクルRのパターン領域も矩形
であるため、レチクルRの走査量を短くできる利点があ
る。更に、上述の実施の形態はステップ・アンド・スキ
ャン方式の投影露光装置に本発明を適用したものである
が、本発明はそのような走査露光型のみならず、レチク
ルとウエハとを静止させた状態で露光するステッパー型
の投影露光装置にも適用できる。また、投影光学系PL
は反射屈折型に限らず、屈折型、又は反射型の光学系で
あってもよい。
In the above embodiment, the shape of the illumination area 15 on the reticle R is rectangular, but the present invention can be applied to the case where the illumination area is arc-shaped. However, when the shape of the illumination area 15 is a rectangle almost inscribed in the effective illumination visual field as in the present example, the pattern area of the reticle R is also rectangular, so that there is an advantage that the scanning amount of the reticle R can be reduced. Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the projection exposure apparatus of the step-and-scan method, but the present invention is not limited to such a scanning exposure type, but the reticle and the wafer are stationary. The present invention can also be applied to a stepper type projection exposure apparatus that performs exposure in a state. Further, the projection optical system PL
Is not limited to the catadioptric type, but may be a refractive or reflective optical system.

【0100】更に、上述の実施の形態では、一例として
アライメント系30によって投影光学系PLを介してレ
チクルR上のレチクルマークと基準マーク部材FM上の
基準マークとの位置関係を検出する検出動作と同時に、
投影光学系PLの透過率を計測するものとしていた。し
かしながら、アライメント系30以外であっても、照明
光ILを用いて各種計測を行う光学センサを使用する場
合であれば、本発明を適用することができる。例えば、
特開昭59−94032号公報、又は特開平8−837
53号公報に開示されているように、レチクル上のマー
クに露光用照明光を照射すると共に、投影光学系によっ
て投影されるそのマークの像を、ウエハステージ上に配
置される開口パターンを介して光電検出器で検出するパ
ターン検出系を使用する場合にも本発明が適用できる。
このパターン検出系を使用する場合には、図9に示した
窓部105をそのパターン検出系の開口パターンの近傍
に設ければよい。また、このパターン検出系を用いる場
合、投影光学系の焦点位置、投影倍率、ディストーショ
ン、非点収差、及び像面湾曲等を求めることができる。
Further, in the above-described embodiment, as an example, a detecting operation for detecting the positional relationship between the reticle mark on the reticle R and the reference mark on the reference mark member FM by the alignment system 30 via the projection optical system PL. at the same time,
The transmittance of the projection optical system PL is measured. However, the present invention can be applied to a case other than the alignment system 30 as long as an optical sensor that performs various measurements using the illumination light IL is used. For example,
JP-A-59-94032 or JP-A-8-837
As disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 53-53, while irradiating the mark on the reticle with illumination light for exposure, the image of the mark projected by the projection optical system is transmitted through an opening pattern arranged on the wafer stage. The present invention can be applied to a case where a pattern detection system for detecting with a photoelectric detector is used.
When this pattern detection system is used, the window 105 shown in FIG. 9 may be provided near the opening pattern of the pattern detection system. When this pattern detection system is used, the focal position, projection magnification, distortion, astigmatism, field curvature, and the like of the projection optical system can be obtained.

【0101】また、上記のように投影光学系PLの透過
率の変動量を相殺するように露光量を制御しながら、ウ
エハW上の各ショット領域にレチクルRのパターン像を
露光することによって、ウエハWに対する露光ステップ
が完了する。そのウエハWから最終的に半導体デバイス
を製造するためには、その機能・性能設計を行うステッ
プ、この設計ステップに基づいてレチクルを製作するス
テップ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、
前述した実施の形態の投影露光装置を用いてレチクルの
パターンをウエハに転写する露光ステップ、デバイスの
組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工
程、パッケージ工程を含む)、及び検査ステップ等が必
要となる。
Further, by exposing the pattern image of the reticle R to each shot area on the wafer W while controlling the exposure amount so as to cancel the fluctuation amount of the transmittance of the projection optical system PL as described above, The exposure step for the wafer W is completed. In order to finally manufacture a semiconductor device from the wafer W, a step of performing a function / performance design, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material,
An exposure step of transferring a reticle pattern onto a wafer using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, a device assembly step (including a dicing step, a bonding step, and a package step), and an inspection step are required.

【0102】このように、本発明は上述の実施の形態に
限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構
成を取り得る。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0103】[0103]

【発明の効果】本発明による投影露光方法によれば、例
えばアライメントや投影光学系の結像特性の計測を行う
のとほぼ同時に、投影光学系の透過率を計測できる。従
って、例えば露光工程中でその透過率の計測を実行する
ことによって、露光工程中での投影光学系の透過率、又
はこの変動量を正確にモニタできる利点がある。
According to the projection exposure method of the present invention, the transmittance of the projection optical system can be measured almost at the same time as, for example, performing alignment and measuring the imaging characteristics of the projection optical system. Therefore, for example, by measuring the transmittance during the exposure process, there is an advantage that the transmittance of the projection optical system during the exposure process, or the variation thereof, can be accurately monitored.

【0104】更に、算出される透過率に基づいて基板上
での積算光量を制御することによって、基板上での照度
変動(又はパルスエネルギー変動)に起因した露光量の
制御精度の劣化が防止できる。次に、本発明の第1〜第
4の投影露光装置によれば本発明の投影露光方法が実施
できる。更に、本発明の第1の投影露光装置によれば、
例えばマスクのアライメントを行うのとほぼ同時に投影
光学系の透過率を計測できるため、露光工程中での投影
光学系の透過率の変動量をスループットを殆ど低下させ
ることなく正確にモニタできる利点がある。その透過率
の変動量に応じて露光エネルギービームの照度等を制御
することで、露光量の制御精度が向上する。
Further, by controlling the integrated light amount on the substrate based on the calculated transmittance, it is possible to prevent deterioration of the control accuracy of the exposure amount due to illuminance fluctuation (or pulse energy fluctuation) on the substrate. . Next, according to the first to fourth projection exposure apparatuses of the present invention, the projection exposure method of the present invention can be implemented. Furthermore, according to the first projection exposure apparatus of the present invention,
For example, since the transmittance of the projection optical system can be measured almost simultaneously with the alignment of the mask, there is an advantage that the amount of change in the transmittance of the projection optical system during the exposure step can be accurately monitored with almost no reduction in throughput. . By controlling the illuminance and the like of the exposure energy beam in accordance with the variation of the transmittance, the control accuracy of the exposure amount is improved.

【0105】また、露光エネルギービームのもとでアラ
イメントセンサの検出結果に基づいて、マスクパターン
の投影像の投影倍率、焦点位置、ザイデルの5収差の少
なくとも1つの変動量を計測できるため、所定の結像特
性補正機構を用いてその変動量を相殺することによっ
て、良好な結像特性が維持できる。また、本発明の第2
の投影露光装置によれば、例えばマスクのアライメント
を行うのとほぼ同時に投影光学系を通過する光量を計測
でき、この計測結果に基づいて露光量を制御できるた
め、投影光学系の透過率変動によって発生する基板上で
の照度変動(又はパルスエネルギー変動)に起因した露
光量の制御精度の劣化を防止できる利点がある。
In addition, at least one of the projection magnification, the focal position, and the Seidel's five aberrations of the projected image of the mask pattern can be measured based on the detection result of the alignment sensor under the exposure energy beam. By using the imaging characteristic correction mechanism to offset the fluctuation amount, good imaging characteristics can be maintained. Further, the second aspect of the present invention
According to the projection exposure apparatus, for example, the amount of light passing through the projection optical system can be measured almost simultaneously with the alignment of the mask, and the exposure amount can be controlled based on the measurement result. There is an advantage that it is possible to prevent deterioration of the control accuracy of the exposure amount due to the illuminance fluctuation (or pulse energy fluctuation) on the substrate that occurs.

【0106】これらの場合に、その露光エネルギービー
ムは、波長200nm以下のパルス光であり、マスクを
移動するマスクステージを備え、露光時に基板ステージ
及びマスクステージを介してマスク及び基板をその投影
光学系に対して相対的に同期走査するときには、波長2
00nm以下のパルス光に対して特に大きい投影光学系
の透過率変動の影響が計測、又は補正できるため、本発
明の効果は大である。
In these cases, the exposure energy beam is pulsed light having a wavelength of 200 nm or less. The exposure energy beam includes a mask stage for moving the mask. When scanning synchronously with respect to
The effect of the present invention is great because the effect of the transmittance fluctuation of the projection optical system, which is particularly large, can be measured or corrected with respect to the pulse light of 00 nm or less.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による投影露光装置の実施の形態の一
例を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】 図1中の投影光学系PLの構成を示す縦断面
図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a projection optical system PL in FIG.

【図3】 図2の投影光学系PLの照明領域と露光領域
との関係、及びその露光領域の変形例を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between an illumination area and an exposure area of the projection optical system PL of FIG. 2, and a modified example of the exposure area.

【図4】 図1中のオフ・アクシス方式のアライメント
センサ28の構成を示す部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a configuration of an off-axis type alignment sensor 28 in FIG.

【図5】 図1中の多点のAFセンサ26の構成を示す
部分断面図である。
FIG. 5 is a partial sectional view showing a configuration of a multi-point AF sensor 26 in FIG.

【図6】 図1のウエハ側のレーザ干渉計と投影光学系
との関係を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing the relationship between the laser interferometer on the wafer side in FIG. 1 and the projection optical system.

【図7】 (a)は図6の試料台21を+X方向に見た
側面図、(b)は移動鏡24mYに入射する3軸のレー
ザビームを示す斜視図である。
7A is a side view of the sample stage 21 of FIG. 6 viewed in the + X direction, and FIG. 7B is a perspective view showing a three-axis laser beam incident on the movable mirror 24mY.

【図8】 図1中のレチクル側のアライメント系30の
構成を示す側面図である。
8 is a side view showing the configuration of an alignment system 30 on the reticle side in FIG.

【図9】 レチクルマークの投影像と基準マークとの関
係を示す拡大平面図である。
FIG. 9 is an enlarged plan view illustrating a relationship between a projected image of a reticle mark and a reference mark.

【図10】 本発明の実施の形態の一例における投影光
学系PLの透過光量の計測系の構成を示す一部を切り欠
いた構成図である。
FIG. 10 is a partially cut-away configuration diagram illustrating a configuration of a measurement system of a transmitted light amount of a projection optical system PL according to an example of an embodiment of the present invention.

【図11】 (a)は定期的に投影光学系の透過率計測
を行わない場合の照射時間とその透過率の予測値との関
係を示す図、(b)は定期的に投影光学系の透過率計測
を行なう場合の照射時間とその透過率の予測値との関係
を示す図である。
FIG. 11A is a diagram showing a relationship between an irradiation time and a predicted value of the transmittance when the transmittance measurement of the projection optical system is not performed periodically, and FIG. It is a figure which shows the relationship between the irradiation time at the time of performing a transmittance measurement, and the estimated value of the transmittance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…露光制御装置、2…エキシマレーザ光源、5…照明
系開口絞り用の切り換えレボルバ、7…主制御装置、9
…インテグレータセンサ、11…照明視野絞り系、R…
レチクル、PL…投影光学系、W…ウエハ、13…ステ
ージ制御装置、17…レチクルステージ、21…試料
台、FM…基準マーク部材、22…ウエハステージ、2
5…コラム、26…多点のAFセンサ(オートフォーカ
スセンサ)、27…フォーカス・チルト制御装置、28
…ウエハ側のアライメントセンサ、29…ウエハアライ
メント装置、30…レチクル側のアライメント系、31
…レチクルアライメント装置、41…第1対物部、4
2,44,47,53…鏡筒、43…光軸折り返し部、
46…光軸偏向部、49…補正光学系、51…結像特性
補正装置、52…第2対物部、104R,104L…撮
像素子、105…窓部、112…光電検出器、113A
P〜113EP…レチクルマーク像、114A〜114
H…基準マーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure control apparatus, 2 ... Excimer laser light source, 5 ... Switching revolver for illumination system aperture stop, 7 ... Main controller, 9
... Integrator sensor, 11 ... Illumination field stop system, R ...
Reticle, PL: Projection optical system, W: Wafer, 13: Stage controller, 17: Reticle stage, 21: Sample table, FM: Reference mark member, 22: Wafer stage, 2
5 ... column, 26 ... multi-point AF sensor (autofocus sensor), 27 ... focus / tilt control device, 28
... Alignment sensor on wafer side, 29 ... Wafer alignment device, 30 ... Alignment system on reticle side, 31
... Reticle alignment device, 41 ... First objective part, 4
2, 44, 47, 53 ... lens barrel, 43 ... optical axis turning part,
46: optical axis deflecting unit, 49: correction optical system, 51: imaging characteristic correction device, 52: second objective unit, 104R, 104L: imaging element, 105: window unit, 112: photoelectric detector, 113A
P to 113EP: reticle mark image, 114A to 114
H: fiducial mark

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクに照明光を照射すると共に、投影
光学系を介して前記照明光で基板を露光する投影露光方
法において、 前記基板を載置するステージ上に配置される計測用パタ
ーンに前記照明光を照射するとき、前記計測用パターン
と所定の位置関係で配置される光検出器の受光部と前記
計測用パターンとを含む所定領域に前記照明光の照射領
域を制限すると共に、前記照射時に、前記光検出器の出
力に基づいて前記投影光学系の透過率を算出することを
特徴とする投影露光方法。
1. A projection exposure method for irradiating a mask with illumination light and exposing a substrate with the illumination light via a projection optical system, wherein a measurement pattern arranged on a stage on which the substrate is placed is provided. When irradiating the illumination light, the irradiation area of the illumination light is limited to a predetermined area including a light receiving unit of a photodetector and the measurement pattern arranged in a predetermined positional relationship with the measurement pattern, and the irradiation is performed. A projection exposure method comprising calculating a transmittance of the projection optical system based on an output of the photodetector.
【請求項2】 前記照射時に前記投影光学系に入射する
前記照明光のエネルギー量を計測し、前記計測されたエ
ネルギー量を前記透過率の算出に用いることを特徴とす
る請求項1記載の投影露光方法。
2. The projection according to claim 1, wherein an energy amount of the illumination light incident on the projection optical system at the time of the irradiation is measured, and the measured energy amount is used for calculating the transmittance. Exposure method.
【請求項3】 前記算出された透過率と、前記マスクに
入射する前記照明光のエネルギー量とに基づいて、前記
基板上での前記照明光の積算光量を適正値に制御するこ
とを特徴とする請求項2記載の投影露光方法。
3. An integrated light amount of the illumination light on the substrate is controlled to an appropriate value based on the calculated transmittance and an energy amount of the illumination light incident on the mask. The projection exposure method according to claim 2.
【請求項4】 前記マスクに形成されたパターンを前記
基板上に転写するために、前記マスクと前記基板とを同
期移動すると共に、前記積算光量を前記適正値に制御す
るために、前記基板上での前記照明光のエネルギー量
と、前記照明光の発振周波数と、前記基板の移動方向に
関する前記照明光の照明領域の幅と、前記基板の移動速
度との少なくとも1つを調整することを特徴とする請求
項3記載の投影露光方法。
4. A method for transferring a pattern formed on the mask onto the substrate, wherein the mask and the substrate are synchronously moved, and the integrated light amount is controlled to the appropriate value. Adjusting at least one of an energy amount of the illumination light, an oscillation frequency of the illumination light, a width of an illumination area of the illumination light in a moving direction of the substrate, and a moving speed of the substrate. The projection exposure method according to claim 3, wherein
【請求項5】 マスクに形成されたパターンを紫外域の
波長を有する露光エネルギービームで照射する照射系
と、前記マスクのパターンの像を基板上に投影する投影
光学系と、前記基板の位置決めを行う基板ステージと、
を備えた投影露光装置において、 前記投影光学系に対する入射エネルギー量を計測する入
射エネルギー量計測系と、 前記マスク上に形成された複数の位置合わせ用マークに
対応する複数の基準マーク、及び前記露光エネルギービ
ームを透過又は反射する窓部が形成されると共に前記基
板ステージ上に固定された基準マーク部材と、 前記窓部を経た前記露光エネルギービームを検出する検
出器と、 前記マスク上の位置合わせ用マークと対応する前記基準
マークとの位置ずれ量を検出するためのアライメントセ
ンサと、 前記入射エネルギー量計測系の計測結果、及び前記検出
器の検出結果に基づいて前記露光エネルギービームに対
する前記投影光学系の透過率を算出する演算系と、を設
けたことを特徴とする投影露光装置。
5. An irradiation system for irradiating a pattern formed on a mask with an exposure energy beam having an ultraviolet wavelength, a projection optical system for projecting an image of the mask pattern on a substrate, and positioning of the substrate. A substrate stage to perform;
A projection exposure apparatus comprising: an incident energy amount measuring system that measures an incident energy amount with respect to the projection optical system; a plurality of reference marks corresponding to a plurality of alignment marks formed on the mask; and the exposure. A window for transmitting or reflecting the energy beam is formed and a reference mark member fixed on the substrate stage; a detector for detecting the exposure energy beam passing through the window; An alignment sensor for detecting the amount of displacement between the mark and the corresponding reference mark, the measurement result of the incident energy measurement system, and the projection optical system for the exposure energy beam based on the detection result of the detector And a calculation system for calculating the transmittance of the projection exposure apparatus.
【請求項6】 マスクに形成されたパターンを紫外域の
波長を有する露光エネルギービームで照射する照射系
と、前記マスクのパターンの像を基板上に投影する投影
光学系と、前記基板の位置決めを行う基板ステージと、
を備えた投影露光装置において、 前記マスク上に形成された複数の位置合わせ用マークに
対応する複数の基準マーク、及び前記露光エネルギービ
ームを透過又は反射する窓部が形成されると共に前記基
板ステージ上に固定された基準マーク部材と、 前記窓部を経た前記露光エネルギービームを検出する検
出器と、 前記マスク上の位置合わせ用マークと対応する前記基準
マークとの位置ずれ量を検出するためのアライメントセ
ンサと、 前記検出器の検出結果に応じて前記照射系から前記投影
光学系を介して前記基板上に照射される前記露光エネル
ギービームの露光量を制御する露光量制御系と、を設け
たことを特徴とする投影露光装置。
6. An irradiation system for irradiating a pattern formed on a mask with an exposure energy beam having an ultraviolet wavelength, a projection optical system for projecting an image of the mask pattern on a substrate, and positioning of the substrate. A substrate stage to perform;
A plurality of reference marks corresponding to a plurality of alignment marks formed on the mask, and a window portion for transmitting or reflecting the exposure energy beam is formed on the substrate stage. A reference mark member fixed to the detector, a detector for detecting the exposure energy beam passing through the window, and an alignment for detecting a positional shift amount between the alignment mark on the mask and the corresponding reference mark. A sensor, and an exposure control system that controls an exposure amount of the exposure energy beam irradiated onto the substrate from the irradiation system via the projection optical system according to a detection result of the detector. A projection exposure apparatus.
【請求項7】 前記露光エネルギービームは、波長20
0nm以下のパルス光であり、前記マスクを移動するマ
スクステージを備え、露光時に前記基板ステージ及びマ
スクステージを介して前記マスク及び前記基板を前記投
影光学系に対して相対的に同期走査することを特徴とす
る請求項5、又は6記載の投影露光装置。
7. The exposure energy beam has a wavelength of 20.
0 nm or less pulsed light, comprising a mask stage for moving the mask, and performing synchronous scanning of the mask and the substrate relative to the projection optical system via the substrate stage and the mask stage during exposure. 7. The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein:
【請求項8】 マスクに照明光を照射する照明光学系
と、前記照明光を基板上に投射する投影光学系とを備え
た投影露光装置において、 前記照明光を計測用パターンに照射し、前記投影光学系
を介して前記照明光を受光するパターン検出系と、 前記計測用パターンへの前記照明光の照射時に、前記投
影光学系を通過した前記照明光の一部を受光する第1検
出器とを備え、 前記第1検出器の出力に基づいて前記投影光学系の透過
率を決定することを特徴とする投影露光装置。
8. A projection exposure apparatus, comprising: an illumination optical system that irradiates a mask with illumination light; and a projection optical system that projects the illumination light onto a substrate. A pattern detection system that receives the illumination light via a projection optical system, and a first detector that receives a part of the illumination light that has passed through the projection optical system when the measurement pattern is irradiated with the illumination light. And wherein the transmittance of the projection optical system is determined based on the output of the first detector.
【請求項9】 前記投影光学系に対して前記基板を相対
移動するために、前記投影光学系の像面側に配置される
ステージを更に備え、前記第1検出器の受光面を前記ス
テージ上に配置したことを特徴とする請求項8記載の投
影露光装置。
9. A stage disposed on an image plane side of the projection optical system for relatively moving the substrate with respect to the projection optical system, wherein a light receiving surface of the first detector is placed on the stage. 9. The projection exposure apparatus according to claim 8, wherein the projection exposure apparatus is arranged in a position where
【請求項10】 前記計測用パターンは前記ステージ上
に設けられ、且つ前記投影光学系を通して前記照明光が
前記計測用パターンに照射されることを特徴とする請求
項9記載の投影露光装置。
10. The projection exposure apparatus according to claim 9, wherein the measurement pattern is provided on the stage, and the illumination light is applied to the measurement pattern through the projection optical system.
【請求項11】 前記照明光学系を通って前記マスクに
入射する前記照明光の一部を受光する第2検出器と、前
記第1検出器及び第2検出器の出力に基づいて前記投影
光学系の透過率を決定する演算器と、を更に備えたこと
を特徴とする請求項8〜10の何れか一項記載の投影露
光装置。
11. A projection optical system based on an output of the second detector for receiving a part of the illumination light incident on the mask through the illumination optical system, and an output of the first and second detectors. The projection exposure apparatus according to any one of claims 8 to 10, further comprising: a calculator for determining a transmittance of the system.
【請求項12】 前記決定された透過率と前記第2検出
器の出力とに基づいて、前記基板上での前記照明光の積
算光量を適正な露光量に制御するコントローラを更に備
えたことを特徴とする請求項11記載の投影露光装置。
12. A controller for controlling an integrated light amount of the illumination light on the substrate to an appropriate exposure amount based on the determined transmittance and an output of the second detector. The projection exposure apparatus according to claim 11, wherein:
【請求項13】 マスクに照明光を照射する照明光学系
と、前記照明光を基板上に投射する投影光学系とを備え
た投影露光装置において、 前記投影光学系の像面側に配置されるステージと、 前記ステージに設けられる計測用パターンと、 前記計測用パターンへの前記照明光の照射と同時に前記
照明光の一部を検出するために、前記ステージ上で前記
計測用パターンに照射される前記照明光の照射領域内に
受光部が配置される光検出器と、を備えたことを特徴と
する投影露光装置。
13. A projection exposure apparatus comprising: an illumination optical system that irradiates illumination light onto a mask; and a projection optical system that projects the illumination light onto a substrate, wherein the projection exposure apparatus is arranged on an image plane side of the projection optical system. A stage, a measurement pattern provided on the stage, and the measurement pattern is irradiated on the measurement pattern on the stage to detect a part of the illumination light simultaneously with the irradiation of the illumination light on the measurement pattern. A light detector in which a light receiving unit is arranged in an irradiation area of the illumination light.
【請求項14】 前記受光部は前記照明光が通過する窓
部であり、前記光検出器は、前記窓部と、前記照明光が
入射する受光素子との間に配置される伝送光学系と、を
含むことを特徴とする請求項13記載の投影露光装置。
14. The light receiving unit is a window through which the illumination light passes, and the photodetector is a transmission optical system disposed between the window and a light receiving element on which the illumination light enters. 14. The projection exposure apparatus according to claim 13, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001003170A1 (en) * 1999-06-30 2001-01-11 Nikon Corporation Exposure method and device
JP2006295107A (en) * 2004-08-03 2006-10-26 Nikon Corp Exposing device, exposing method and device manufacturing method
JP2011097121A (en) * 2004-08-03 2011-05-12 Nikon Corp Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
JP2012238673A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Canon Inc Exposure apparatus and method for manufacturing device using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001003170A1 (en) * 1999-06-30 2001-01-11 Nikon Corporation Exposure method and device
JP2006295107A (en) * 2004-08-03 2006-10-26 Nikon Corp Exposing device, exposing method and device manufacturing method
JP2011097121A (en) * 2004-08-03 2011-05-12 Nikon Corp Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
JP2012238673A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Canon Inc Exposure apparatus and method for manufacturing device using the same

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